ES2807885T3 - Reactive power controller to control a reactive power in a wind farm - Google Patents

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Abstract

Un controlador de potencia reactiva para controlar una potencia reactiva en una red de parque eólico conectada a una red de suministro de energía y que comprende al menos dos sub-redes (300, 400, 500) y una parte colectora (905), en que al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) están conectadas a cada sub-red de las al menos dos sub-redes, en que las al menos dos sub-redes están conectadas a la parte colectora (905) y en que la parte colectora establece la conexión con la red de suministro de energía, comprendiendo el controlador de potencia reactiva: al menos un dispositivo de medición de sub-red (701, 702, 703) dispuesto en cada sub-red, para medir un componente de potencia reactiva en cada sub-red (300, 400, 500); al menos un controlador de sub-red (801, 802, 803) conectado operativamente con el al menos un dispositivo de medición de sub-red (701, 702, 703) para controlar dichas al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) conectadas a la sub-red en base al componente de potencia reactiva medido en cada sub-red (300, 400, 500) de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado en cada sub-red; en el que al menos un controlador de sub-red (801. 802, 803) está conectado a controladores individuales de turbina eólica de las turbinas eólicas (301, 302, 303) conectadas a la sub-red; un dispositivo de determinación (700) para determinar un valor de potencia reactiva real en la parte colectora (905); y un controlador de parque eólico (800) conectado operativamente con el dispositivo de determinación (700) para controlar al menos uno del al menos un controlador de sub-red (801, 802, 803) en base al valor de potencia reactiva real determinado en la parte colectora (905), de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado en la parte colectora (905); y en el que cada sub-red (300, 400, 500) incluye un transformador de sub-red asociado (321, 421, 521) utilizado para transformar la energía generada por las sub-redes individuales (300, 400, 500) de media tensión a un rango de alta tensión; y en el que el controlador de parque eólico (800) se utiliza para controlar controladores de sub-red individuales (801, 802, 803) que controlan respectivas turbinas eólicas en la subred asociada (300, 400, 500), y en el que unas mediciones de corriente y voltaje son realizadas por los dispositivos de medición de sub-red para medir componentes de potencia reactiva en cada lado de sub-red de los respectivos transformadores de sub-red (321, 421, 521) y en que la parte colectora (905) comprende una barra colectora (600) y se proporciona un punto de toma (706) entre dichas al menos dos sub-redes (300, 400, 500) y dicha barra colectora (600) y se proporciona una compensación completa o parcial (Qcomp) de componentes de potencia reactiva (Q) cerca del punto de toma (706) en la barra colectora (600) por medio de los valores de potencia reactiva alcanzados en cada sub-red.A reactive power controller to control a reactive power in a wind farm network connected to a power supply network and comprising at least two sub-networks (300, 400, 500) and a collector part (905), in which At least two wind turbines (301, 401, 501) are connected to each sub-network of the at least two sub-networks, in which the at least two sub-networks are connected to the collector part (905) and in which the collecting part establishes the connection with the power supply network, the reactive power controller comprising: at least one sub-network measurement device (701, 702, 703) arranged in each sub-network, to measure a power component reactive in each sub-network (300, 400, 500); at least one sub-network controller (801, 802, 803) operatively connected to the at least one sub-network measurement device (701, 702, 703) to control said at least two wind turbines (301, 401, 501 ) connected to the sub-network based on the reactive power component measured in each sub-network (300, 400, 500) in such a way that a desired reactive power value is reached in each sub-network; wherein at least one sub-network controller (801. 802, 803) is connected to individual wind turbine controllers of wind turbines (301, 302, 303) connected to the sub-network; a determining device (700) for determining an actual reactive power value in the collecting portion (905); and a wind farm controller (800) operatively connected to the determining device (700) to control at least one of the at least one sub-network controller (801, 802, 803) based on the actual reactive power value determined in the collecting part (905), such that a desired reactive power value is reached in the collecting part (905); and wherein each sub-network (300, 400, 500) includes an associated sub-network transformer (321, 421, 521) used to transform the energy generated by the individual sub-networks (300, 400, 500) of medium voltage to a high voltage range; and wherein the wind farm controller (800) is used to control individual sub-network controllers (801, 802, 803) that control respective wind turbines in the associated sub-network (300, 400, 500), and wherein current and voltage measurements are made by the sub-network measurement devices to measure reactive power components on each sub-network side of the respective sub-network transformers (321, 421, 521) and in which the part collector (905) comprises a bus bar (600) and a tap point (706) is provided between said at least two sub-networks (300, 400, 500) and said bus bar (600) and a complete compensation or partial (Qcomp) of reactive power components (Q) near the tap point (706) on the bus bar (600) by means of the reactive power values reached in each sub-network.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Controlador de potencia reactiva para controlar una potencia reactiva en un parque eólicoReactive power controller to control a reactive power in a wind farm

La materia que se describe en este documento se refiere en general a sistemas para operar una pluralidad de turbinas eólicas en un parque eólico y, más en particular, a sistemas para controlar una potencia reactiva generada en el parque eólico.The subject matter described in this document relates generally to systems for operating a plurality of wind turbines in a wind farm and, more particularly, to systems for controlling a reactive power generated in the wind farm.

En general, una turbina eólica incluye una turbina que tiene un rotor que incluye una unidad de buje rotatorio que tiene múltiples palas. Las palas transforman la energía eólica en un par de rotación mecánico que acciona uno o más generadores a través del rotor. Los generadores están a veces, pero no siempre, acoplados de forma rotatoria al rotor a través de una multiplicadora. La multiplicadora aumenta la inherente baja velocidad de rotación del rotor para que el generador convierta eficientemente la energía mecánica de rotación en energía eléctrica, la cual es suministrada a una red de suministro de energía a través de al menos una conexión eléctrica. También existen turbinas eólicas de transmisión directa sin multiplicadora. El rotor, el generador, la multiplicadora y otros componentes suelen estar montados dentro de una carcasa, o góndola, que está ubicada en la parte superior de una base que puede ser una estructura o torre tubular. In general, a wind turbine includes a turbine that has a rotor that includes a rotating hub unit that has multiple blades. The blades transform the wind energy into a mechanical torque that drives one or more generators through the rotor. The generators are sometimes, but not always, rotatably coupled to the rotor through a gearbox. The multiplier increases the inherent low rotational speed of the rotor so that the generator efficiently converts mechanical rotational energy into electrical energy, which is supplied to a power supply network through at least one electrical connection. There are also direct drive wind turbines without a gearbox. The rotor, generator, gearbox and other components are usually mounted inside a casing, or nacelle, which is located on top of a base that can be a tubular structure or tower.

Algunas configuraciones de turbina eólica incluyen generadores de inducción de doble alimentación (DFIG: double-fed induction generators). Dichas configuraciones también pueden incluir convertidores de potencia que se utilizan para convertir una frecuencia de la energía eléctrica generada en una frecuencia sustancialmente similar a la frecuencia de la red eléctrica. Además, dichos convertidores, junto con los generadores DFIG, también transmiten energía eléctrica entre la red de suministro de energía y el generador, así como transmiten una energía de excitación del generador a un rotor de generador bobinado desde una de las conexiones a la conexión de la red de suministro de energía. Por otra parte, algunas configuraciones de turbinas eólicas incluyen, entre otras cosas, tipos alternativos de generadores de inducción, generadores síncronos de imanes permanentes (PM: permanent magnet) y generadores síncronos con excitación eléctrica y generadores de reluctancia conmutada. Estas configuraciones alternativas también pueden incluir convertidores de potencia que se utilizan para convertir las frecuencias según se han descrito anteriormente y transmitir energía eléctrica entre la red de suministro y el generador. Some wind turbine configurations include double-fed induction generators (DFIGs). Such configurations can also include power converters that are used to convert a frequency of the generated electrical energy to a frequency substantially similar to the frequency of the electrical network. Furthermore, such converters, together with the DFIG generators, also transmit electrical energy between the power supply network and the generator, as well as transmit an excitation energy of the generator to a wound generator rotor from one of the connections to the connection of the power supply network. On the other hand, some wind turbine configurations include, among other things, alternative types of induction generators, permanent magnet (PM) synchronous generators, and electrically excited synchronous generators and switched reluctance generators. These alternative configurations can also include power converters that are used to convert the frequencies as described above and transmit electrical power between the utility grid and the generator.

Turbinas eólicas conocidas tienen una pluralidad de componentes mecánicos y eléctricos. Cada componente eléctrico y/o mecánico puede tener limitaciones de operación independientes o diferentes, tales como la corriente, el voltaje, la potencia y/o los límites de temperatura, que otros componentes. Además, las turbinas eólicas conocidas suelen estar diseñadas y/o ensambladas con unos límites de potencia nominal predefinidos. Para funcionar dentro de dichos límites de potencia nominal, los componentes eléctricos y/o mecánicos pueden ser operados con grandes márgenes para las limitaciones de operación. Dicha operación puede dar lugar a una operación ineficiente de la turbina eólica, y una capacidad de generación de energía de la turbina eólica puede ser infrautilizada.Known wind turbines have a plurality of mechanical and electrical components. Each electrical and / or mechanical component may have independent or different operating limitations, such as current, voltage, power, and / or temperature limits, than other components. Furthermore, known wind turbines are often designed and / or assembled with predefined nominal power limits. To operate within such power rating limits, electrical and / or mechanical components can be operated with large margins for operating limitations. Such operation can lead to inefficient operation of the wind turbine, and a power generating capacity of the wind turbine can be underutilized.

Cuando se dispone una pluralidad de turbinas eólicas en un parque eólico, la potencia reactiva generada por las turbinas eólicas individuales puede ser diferente En particular, un tamaño creciente de los parques eólicos da lugar a un aumento de la superficie del parque eólico, de modo que la diferencia en la producción de potencia reactiva, por ejemplo a causa de la diferencia en la topología, también aumenta. Dado que se desea un factor de potencia (PF: power factor) ajustable, tal como un factor de potencia igual a uno (PF = 1), el control de un gran número de turbinas eólicas con comandos idénticos o casi idénticos para compensar la potencia reactiva no es eficiente. Cuanto más grande es el parque eólico, más amplia es el área para la instalación de turbinas eólicas individuales. Por lo tanto, las largas conexiones eléctricas entre turbinas eólicas individuales y una barra colectora eléctrica para recoger la energía proporcionada por las turbinas eólicas individuales es un problema. Por lo tanto, se desea un control de la energía eficiente y rentable para las turbinas eólicas dispuestas en un parque eólico.When a plurality of wind turbines are arranged in a wind farm, the reactive power generated by the individual wind turbines may be different.In particular, an increasing size of the wind farms leads to an increase in the surface of the wind farm, so that the difference in reactive power production, for example because of the difference in topology, also increases. Since an adjustable power factor (PF: power factor) is desired, such as a power factor equal to one (PF = 1), the control of a large number of wind turbines with identical or nearly identical commands to compensate for power reactive is not efficient. The larger the wind farm, the larger the area for the installation of individual wind turbines. Therefore, long electrical connections between individual wind turbines and an electrical bus bar to collect the energy provided by individual wind turbines is a problem. Therefore, efficient and cost-effective energy control is desired for wind turbines arranged in a wind farm.

El documento DE 10 2004 048 341 se refiere a un parque eólico con al menos dos turbinas que están conectadas a través de líneas de conexión a una línea principal, un punto de acoplamiento que conecta la línea principal con una red de transmisión de energía, y un maestro del parque.Document DE 10 2004 048 341 refers to a wind farm with at least two turbines that are connected via connection lines to a main line, a coupling point connecting the main line with a power transmission network, and a master of the park.

El documento DE 102009 030725 se refiere a un parque eólico que tiene un punto de transferencia en el que se miden valores eléctricos. Un regulador maestro proporciona un nivel de control inferior a una pluralidad de reguladores sub-maestros.DE 102009 030725 refers to a wind farm having a transfer point at which electrical values are measured. A master regulator provides a lower level of control than a plurality of sub-master regulators.

El documento EP 1512 869 se refiere al control de voltaje en un parque eólico. Una potencia reactiva medida es comparada con un comando Q a nivel de operador o de parque para determinar un comando de corriente de rotor.Document EP 1512 869 relates to voltage control in a wind farm. A measured reactive power is compared to a Q command at the operator or park level to determine a rotor current command.

La presente invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. The present invention is defined by the appended claims.

Diversos aspectos, ventajas y características de la presente invención son evidentes en las reivindicaciones dependientes, la descripción y los dibujos adjuntos, en los cuales:Various aspects, advantages, and features of the present invention are apparent from the dependent claims, description, and accompanying drawings, in which:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una parte de una turbina eólica de ejemplo;Figure 1 is a perspective view of a portion of an example wind turbine;

La Figura 2 es una vista esquemática de un sistema eléctrico y de control de ejemplo adecuado para su uso con la turbina eólica que se muestra en la Figura 1;Figure 2 is a schematic view of an example electrical and control system suitable for use with the wind turbine shown in Figure 1;

La Figura 3 es un diagrama de circuito esquemático de una conexión de diferentes sub-estaciones con una red de suministro de energía;Figure 3 is a schematic circuit diagram of a connection of different substations with a power supply network;

La Figura 4 es un diagrama detallado que muestra una configuración para un esquema de control en un parque eólico que incluye tres sub-redes diferentes, de acuerdo con una forma de realización típica; Figure 4 is a detailed diagram showing a configuration for a control scheme in a wind farm that includes three different sub-networks, according to a typical embodiment;

La Figura 5 es un esquema detallado de un parque eólico que tiene tres sub-redes individuales, en el que cada sub-red incluye un controlador de sub-red asociado y un dispositivo de medición de sub-red, según otra forma de realización típica;Figure 5 is a detailed diagram of a wind farm having three individual sub-networks, in which each sub-network includes an associated sub-network controller and a sub-network measurement device, according to another typical embodiment ;

La Figura 6 es un esquema detallado de un parque eólico con tres sub-redes individuales, en el que se proporcionan unos controladores primarios y secundarios en cada sub-red, de acuerdo con otra forma de realización típica;Figure 6 is a detailed diagram of a wind farm with three individual sub-networks, in which primary and secondary controllers are provided in each sub-network, according to another typical embodiment;

La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de un parque eólico de acuerdo con una forma de realización típica; yFigure 7 is a flow chart illustrating a wind farm control procedure according to a typical embodiment; Y

La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de un parque eólico según otra forma de realización típica.Figure 8 is a flow chart illustrating a wind farm control procedure according to another typical embodiment.

A continuación se hará referencia en detalle a las diversas formas de realización, uno o más ejemplos de las cuales se ilustran en cada Figura. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación y no tiene por objeto ser una limitación. Por ejemplo, características ilustradas o descritas como parte de una forma de realización se pueden utilizar en o junto con otras formas de realización para obtener otras formas de realización adicionales. Se pretende que la presente divulgación incluya dichas modificaciones y variaciones.Reference will now be made in detail to the various embodiments, one or more examples of which are illustrated in each Figure. Each example is provided by way of explanation and is not intended to be a limitation. For example, features illustrated or described as part of one embodiment may be used in or in conjunction with other embodiments to obtain additional embodiments. This disclosure is intended to include such modifications and variations.

Las formas de realización que se describen en este documento incluyen un controlador de potencia reactiva para un parque eólico que tiene una red de parque eólico que incluye al menos dos sub-redes conectadas eléctricamente entre sí. El controlador de potencia reactiva incluye un dispositivo de determinación, tal como un dispositivo de medición de red, que está diseñado para medir un componente de potencia reactiva de la energía eléctrica generada por al menos una turbina eólica en la sub-red. Además, el controlador de potencia reactiva incluye un controlador de parque eólico para controlar una generación de energía en al menos una sub-red en base al componente de potencia reactiva medido. De este modo, el componente de potencia reactiva puede ser controlado con respecto a al menos otra sub-red.The embodiments described in this document include a reactive power controller for a wind farm having a wind farm network that includes at least two sub-networks electrically connected to each other. The reactive power controller includes a determining device, such as a network measurement device, that is designed to measure a reactive power component of the electrical energy generated by at least one wind turbine in the sub-network. Furthermore, the reactive power controller includes a wind farm controller for controlling a power generation in at least one sub-grid based on the measured reactive power component. In this way, the reactive power component can be controlled with respect to at least one other sub-network.

En el presente documento, la expresión "red de parque eólico" tiene por objeto ser representativa de una red eléctrica para una conexión eléctrica de dispositivos utilizados en un parque eólico. Según se utiliza en el presente documento, el término "sub-red" está destinado a ser representativo de una red eléctrica proporcionada para una conexión eléctrica de un número específico de turbinas eólicas en un parque eólico, tal como un grupo o serie de turbinas eólicas que pueden estar conectadas al mismo cable de salida de energía, o de un grupo virtual de turbinas eólicas que son controladas. Dicho grupo se puede considerar también como un "grupo lógico" o un "grupo virtual" de turbinas eólicas individuales. Según se utiliza en el presente documento, el término "topología de parque eólico" tiene por objeto ser representativo de una disposición topográfica específica de turbinas eólicas, por ejemplo, una disposición en sub-redes o series. Según se utiliza en el presente documento, el término "pala" tiene por objeto ser representativo de cualquier dispositivo que proporciona una fuerza reactiva cuando está en movimiento en relación con un fluido circundante. Según se utiliza en el presente documento, el término "turbina eólica" tiene por objeto ser representativo de cualquier dispositivo que genera energía de rotación a partir de energía eólica y, más en concreto, que convierte energía cinética del viento en energía mecánica. Según se utiliza en el presente documento, el término "generador eólico" tiene por objeto ser representativo de cualquier turbina eólica que genera energía eléctrica a partir de energía de rotación generada a partir de energía eólica y, más en concreto, convierte energía mecánica convertida a partir de energía cinética del viento en energía eléctrica. Según se utiliza en este documento, el término "factor de potencia" tiene por objeto ser representativo de un coseno de un ángulo 9 de modo que cos(9 ) es una relación de una potencia efectiva P y un valor absoluto de la potencia compleja |S|.In this document, the term "wind farm network" is intended to be representative of an electrical network for an electrical connection of devices used in a wind farm. As used herein, the term "sub-network" is intended to be representative of an electrical network provided for an electrical connection of a specific number of wind turbines in a wind farm, such as a group or series of wind turbines. that can be connected to the same power output cable, or to a virtual group of wind turbines that are controlled. Such a group can also be thought of as a "logic group" or a "virtual group" of individual wind turbines. As used herein, the term "wind farm topology" is intended to be representative of a specific topographical arrangement of wind turbines, for example an arrangement in sub-networks or series. As used herein, the term "blade" is intended to be representative of any device that provides a reactive force when in motion relative to a surrounding fluid. As used herein, the term "wind turbine" is intended to be representative of any device that generates rotational energy from wind energy and, more specifically, that converts kinetic energy from wind to mechanical energy. As used herein, the term "wind generator" is intended to be representative of any wind turbine that generates electrical energy from rotating energy generated from wind energy and, more specifically, converts converted mechanical energy to starting from kinetic energy of the wind into electrical energy. As used herein, the term "power factor" is intended to be representative of a cosine of an angle 9 so that cos (9) is a ratio of an effective power P and an absolute value of the complex power | S |.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una parte de una turbina eólica de ejemplo 100. La turbina eólica 100 incluye una góndola 102 que aloja un generador (que no se muestra en la Figura 1). La góndola 102 está montada sobre una torre 104 (se muestra una parte de la torre 104 en la Figura 1). La torre 104 puede tener cualquier altura adecuada que facilita la operación de la turbina eólica 100 según se describe en el presente documento. La turbina eólica 100 también incluye un rotor 106 que incluye tres palas 108 acopladas a un buje rotatorio 110. Alternativamente, la turbina eólica 100 incluye cualquier número de palas 108 que facilitan la operación de la turbina eólica 100 según se describe en este documento. En la forma de realización de ejemplo, la turbina eólica 100 incluye una multiplicadora (que no se muestra en la Figura 1) acoplada operativamente con el rotor 106 y un generador (que no se muestra en la Figura 1).Figure 1 is a perspective view of a portion of an example wind turbine 100. Wind turbine 100 includes a nacelle 102 that houses a generator (not shown in Figure 1). Gondola 102 it is mounted on a tower 104 (a portion of tower 104 is shown in Figure 1). Tower 104 can be of any suitable height that facilitates operation of wind turbine 100 as described herein. Wind turbine 100 also includes a rotor 106 that includes three blades 108 coupled to a rotating hub 110. Alternatively, wind turbine 100 includes any number of blades 108 that facilitate operation of wind turbine 100 as described herein. In the exemplary embodiment, wind turbine 100 includes a gearbox (not shown in Figure 1) operatively coupled with rotor 106 and a generator (not shown in Figure 1).

La Figura 2 es una vista esquemática de un sistema eléctrico y de control de ejemplo 200 que puede ser utilizado con la turbina eólica 100. El rotor 106 incluye unas palas 108 acopladas a un buje 110. El rotor 106 también incluye un eje de baja velocidad 112 acoplado de forma rotatoria al buje 110. El eje de baja velocidad 112 está acoplado con una multiplicadora elevadora 114 que está configurada para aumentar la velocidad de rotación del eje de baja velocidad 112 y transferir esa velocidad a un eje de alta velocidad 116. En la forma de realización de ejemplo, la multiplicadora 114 tiene una relación de elevación o incremento de aproximadamente 70:1. Por ejemplo, el eje de baja velocidad 112 que rota a aproximadamente 20 revoluciones por minuto (rpm) acoplado con la multiplicadora 114 con una relación de elevación o aumento de aproximadamente 70:1 genera una velocidad del eje de alta velocidad 116 igual a aproximadamente 1400 rpm. Alternativamente, la multiplicadora 114 tiene cualquier relación de elevación o incremento adecuada que facilita la operación de la turbina eólica 100 según se describe en este documento. Como alternativa adicional, la turbina eólica 100 incluye un generador de accionamiento directo que está acoplado de forma rotatoria al rotor 106 sin que intervenga ninguna multiplicadora.Figure 2 is a schematic view of an example electrical and control system 200 that can be used with wind turbine 100. Rotor 106 includes blades 108 coupled to a hub 110. Rotor 106 also includes a low speed shaft 112 rotatably coupled to the hub 110. The low speed shaft 112 is coupled with a gearbox 114 that is configured to increase the rotational speed of the low speed shaft 112 and transfer that speed to a high speed shaft 116. In In the exemplary embodiment, multiplier 114 has a lift or boost ratio of approximately 70: 1. For example, low-speed shaft 112 rotating at approximately 20 revolutions per minute (rpm) coupled with gearbox 114 with a lift or boost ratio of approximately 70: 1 generates a high-speed shaft 116 speed equal to approximately 1400. rpm. Alternatively, gearbox 114 has any suitable lift or increment ratio that facilitates operation of wind turbine 100 as described herein. As a further alternative, the wind turbine 100 includes a direct drive generator that is rotatably coupled to the rotor 106 without involving any multiplier.

El eje de alta velocidad 116 está acoplado de forma rotatoria al generador 118. En la forma de realización de ejemplo, el generador 118 es un generador (asíncrono) de inducción de doble alimentación (DFIG) trifásico de rotor bobinado que incluye un estator de generador 120 acoplado magnéticamente a un rotor de generador 122. En una forma de realización alternativa, el rotor del generador 122 incluye una pluralidad de imanes permanentes en lugar de las bobinas del rotor.High speed shaft 116 is rotatably coupled to generator 118. In the exemplary embodiment, generator 118 is a three-phase wound rotor induction (DFIG) (asynchronous) generator that includes a generator stator. 120 magnetically coupled to a generator rotor 122. In an alternative embodiment, the generator rotor 122 includes a plurality of permanent magnets in place of the rotor coils.

El sistema eléctrico y de control 200 incluye un controlador de turbina 202. El controlador de turbina 202 incluye al menos un procesador y una memoria, al menos un canal de entrada del procesador, al menos un canal de salida del procesador, y puede incluir al menos un dispositivo informático (ninguno se muestra en la Figura 2). Según se utiliza en este documento, el término dispositivo informático no se limita a circuitos integrados que en la técnica se denominan dispositivo informático, sino que en general se refiere a un procesador, un micro-controlador, un micro-dispositivo informático, un controlador lógico programable (PLC: programmable logic controller), un circuito integrado específico de aplicación y otros circuitos programables (ninguno se muestra en la Figura 2), y estos términos se utilizan indistintamente en este documento. En la forma de realización de ejemplo, la memoria puede incluir, pero no se limita a, un medio legible por dispositivo informático, tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM: random access memory) (que no se muestra en la Figura 2). Alternativamente, también se puede utilizar uno o más dispositivos de almacenamiento, tal como un disquete, un disco compacto de sólo lectura (CD-ROM: compact disc read only memory), un disco magneto-óptico (MOD: magneto optical disk), y/o un disco versátil digital (DVD: digital versatile disc) (ninguno se muestra en la Figura 2). Asimismo, en la forma de realización de ejemplo, canales de entrada adicionales (que no se muestran en la Figura 2) pueden ser, pero no se limitan a, periféricos informáticos asociados con una interfaz de operador tal como un ratón y un teclado (que no se muestran en la Figura 2). Además, en la forma de realización de ejemplo, canales de salida adicionales pueden incluir, pero no se limitan a, un monitor de interfaz de operador (que no se muestra en la Figura 2). The electrical and control system 200 includes a turbine controller 202. The turbine controller 202 includes at least one processor and memory, at least one processor input channel, at least one processor output channel, and may include the minus one computing device (none is shown in Figure 2). As used in this document, the term computing device is not limited to integrated circuits that are referred to in the art as computing devices, but generally refers to a processor, a micro-controller, a micro-computing device, a logic controller. Programmable Logic Controller (PLC), an application-specific integrated circuit, and other programmable circuits (neither shown in Figure 2), and these terms are used interchangeably throughout this document. In the exemplary embodiment, the memory may include, but is not limited to, a computer-readable medium, such as a random access memory (RAM) (not shown in Figure 2). . Alternatively, you can also use one or more storage devices, such as a floppy disk, a compact disc read only memory (CD-ROM), a magneto-optical disk (MOD: magneto optical disk), and / or a digital versatile disc (DVD) (neither shown in Figure 2). Also, in the example embodiment, additional input channels (not shown in Figure 2) may be, but are not limited to, computer peripherals associated with an operator interface such as a mouse and keyboard (which not shown in Figure 2). Additionally, in the example embodiment, additional output channels may include, but are not limited to, an operator interface monitor (not shown in Figure 2).

Los procesadores para un controlador de turbina 202 procesan información transmitida por una pluralidad de dispositivos eléctricos y electrónicos que pueden incluir, pero no se limitan a, transductores de voltaje y corriente. La memoria RAM y/o dispositivos de almacenamiento almacenan y transfieren información e instrucciones para su ejecución por el procesador. La memoria RAM y/o dispositivos de almacenamiento también se pueden utilizar para almacenar y proporcionar variables temporales, información e instrucciones estáticas (es decir, no cambiantes) u otra información intermedia a los procesadores durante la ejecución de las instrucciones por parte de los procesadores. Las instrucciones que se ejecutan incluyen, pero no se limitan a, algoritmos residentes de conversión y/o comparación. La ejecución de secuencias de instrucciones no se limita a ninguna combinación específica de circuitos hardware e instrucciones software. The processors for a turbine controller 202 process information transmitted by a plurality of electrical and electronic devices that may include, but are not limited to, voltage and current transducers. RAM memory and / or storage devices store and transfer information and instructions for execution by the processor. RAM and / or storage devices can also be used to store and provide temporary variables, static (ie, non-changing) information and instructions, or other intermediate information to the processors during the execution of the instructions by the processors. The instructions that are executed include, but are not limited to, resident conversion and / or comparison algorithms. The execution of instruction sequences is not limited to any specific combination of hardware circuits and software instructions.

El estator del generador 120 está acoplado eléctricamente con un conmutador de sincronización del estator 206 a través de un bus de estator 208. En una forma de realización de ejemplo, para facilitar la configuración del generador DFIG, el rotor del generador 122 está acoplado eléctricamente con una unidad de conversión de energía bidireccional 210 a través de un bus de rotor 212. Alternativamente, el rotor del generador 122 está acoplado eléctricamente con el bus del rotor 212 a través de cualquier otro dispositivo que facilita la operación del sistema eléctrico y de control 200 según se describe en el presente documento. Como otra alternativa, el sistema eléctrico y de control 200 está configurado como un sistema de conversión de plena potencia (que no se muestra) que incluye una unidad de conversión de plena potencia (que no se muestra en la Figura 2) similar en diseño y operación a la unidad de conversión de energía 210 y acoplado eléctricamente con el estator del generador 120. La unidad de conversión de plena potencia facilita la conducción de la energía eléctrica entre el estator del generador 120 y una red de transmisión y distribución de energía eléctrica (que no se muestra). En la forma de realización de ejemplo, el bus del estator 208 transmite energía trifásica desde el estator del generador 120 hacia el conmutador de sincronización del estator 206. El bus del rotor 212 transmite energía trifásica desde el rotor del generador 122 hacia la unidad de conversión de energía 210. En la forma de realización de ejemplo, el conmutador de sincronización del estator 206 está acoplado eléctricamente con un disyuntor de circuito de transformador principal 214 a través de un bus de sistema 216. En una forma de realización alternativa, se utilizan uno o más fusibles (que no se muestran) en lugar del disyuntor de circuito del transformador principal 214. En otra forma de realización, no se utilizan ni fusibles ni el disyuntor de circuito del transformador principal 214.Generator stator 120 is electrically coupled with a stator timing switch 206 via a stator bus 208. In an exemplary embodiment, to facilitate configuration of the DFIG generator, generator rotor 122 is electrically coupled with a bidirectional power conversion unit 210 through a rotor bus 212. Alternatively, the generator rotor 122 is electrically coupled to the rotor bus 212 through any other device that facilitates the operation of the electrical and control system 200 as described herein. As another alternative, the electrical and control system 200 is configured as a full power conversion system (not shown) that includes a full power conversion unit (not shown in Figure 2) similar in design and operation to the power conversion unit 210 and electrically coupled with the generator stator 120. The full power conversion unit facilitates the conduction of electrical power between generator stator 120 and an electrical power transmission and distribution network (not shown). In the exemplary embodiment, the stator bus 208 transmits three-phase power from the generator stator 120 to the stator timing switch 206. The rotor bus 212 transmits three-phase power from the generator rotor 122 to the conversion unit. 210. In the example embodiment, the stator timing switch 206 is electrically coupled to a main transformer circuit breaker 214 via a system bus 216. In an alternate embodiment, one is used or more fuses (not shown) in place of the main transformer circuit breaker 214. In another embodiment, neither fuses nor the main transformer circuit breaker 214 are used.

La unidad de conversión de energía 210 incluye un filtro de rotor 218 que está acoplado eléctricamente con el rotor del generador 122 a través del bus del rotor 212. Un bus de filtro de rotor 219 acopla eléctricamente el filtro de rotor 218 con un convertidor de energía en el lado del rotor 220, y el convertidor de energía en el lado del rotor 220 está acoplado eléctricamente con un convertidor de energía en el lado de la línea 222. El convertidor de energía en el lado del rotor 220 y el convertidor de energía en el lado de la línea 222 son puentes convertidores de potencia que incluyen semiconductores de energía (que no se muestran). En la forma de realización de ejemplo, el convertidor de energía en el lado del rotor 220 y el convertidor de energía en el lado de la línea 222 están configurados en una configuración trifásica de modulación de ancho de pulso (PWM: pulse width modulation) que incluye dispositivos de conmutación de transistores bipolares de puerta aislada (IGBT: insulated gate bipolar transistor) (que no se muestran en la Figura 2) que funcionan según se conoce en la técnica. Alternativamente, el convertidor de energía en el lado del rotor 220 y el convertidor de energía en el lado de la línea 222 tienen cualquier configuración que utilice cualquier dispositivo de conmutación que facilite la operación del sistema eléctrico y de control 200 según se describe en este documento. La unidad de conversión de energía 210 está acoplada en comunicación de datos electrónicos con el controlador de turbina 202 para controlar la operación del convertidor de energía en el lado del rotor 220 y del convertidor de energía en el lado de la línea 222.The power conversion unit 210 includes a rotor filter 218 that is electrically coupled to the generator rotor 122 through the rotor bus 212. A rotor filter bus 219 electrically couples the rotor filter 218 with a power converter. on the rotor side 220, and the power converter on the rotor side 220 is electrically coupled with a power converter on the line side 222. The power converter on the rotor side 220 and the power converter on the 222 side of line are power converter bridges that include power semiconductors (not shown). In the example embodiment, the power converter on the rotor side 220 and the power converter on the line side 222 are configured in a three-phase pulse width modulation (PWM) configuration that includes insulated gate bipolar transistor (IGBT) switching devices (not shown in Figure 2) that operate as known in the art. Alternatively, the rotor-side power converter 220 and the line-side power converter 222 have any configuration that uses any switching device that facilitates the operation of the electrical and control system 200 as described herein. . The power conversion unit 210 is coupled in electronic data communication with the turbine controller 202 to control the operation of the power converter on the rotor side 220 and the power converter on the line side 222.

En la forma de realización de ejemplo, un bus convertidor de energía en el lado de la línea 223 acopla eléctricamente el convertidor de energía en el lado de la línea 222 con un filtro de línea 224. También, un bus de línea 225 acopla eléctricamente el filtro de línea 224 con un contactor de línea 226. Además, el contactor de línea 226 está acoplado eléctricamente con un disyuntor de circuito de conversión 228 a través de un bus de disyuntor de circuito de conversión 230. Además, el disyuntor de circuito de conversión 228 está acoplado eléctricamente con el disyuntor de circuito del transformador principal 214 a través del bus del sistema 216 y un bus de conexión 232. Alternativamente, el filtro de línea 224 está acoplado eléctricamente con el bus del sistema 216 directamente a través del bus de conexión 232 e incluye cualquier esquema de protección adecuado (que no se muestra) configurado para tener en cuenta la eliminación del contactor de línea 226 y del disyuntor de circuito de conversión 228 con respecto al sistema eléctrico y de control 200. El disyuntor de circuito del transformador principal 214 está acoplado eléctricamente con un transformador principal de potencia eléctrica 234 a través de un bus en el lado del generador 236. El transformador principal 234 está acoplado eléctricamente con un disyuntor de circuito de red 238 a través de un bus en el lado del disyuntor 240. El disyuntor de circuito de la red 238 está conectado a la red de transmisión y distribución de energía eléctrica a través de un bus de red 242. En una forma de realización alternativa, el transformador principal 234 está acoplado eléctricamente con uno o más fusibles (que no se muestran), en lugar de con el disyuntor de circuito de la red 238, a través del bus en el lado del disyuntor 240. En otra forma de realización, no se utilizan ni fusibles ni el disyuntor de circuito de la red 238, sino que el transformador principal 234 está acoplado con la red de transmisión y distribución de energía eléctrica a través del bus en el lado del disyuntor 240 y del bus de la red 242.In the exemplary embodiment, a line-side power converter bus 223 electrically couples the line-side power converter 222 with a line filter 224. Also, a line bus 225 electrically couples the line filter 224 with a line contactor 226. In addition, the line contactor 226 is electrically coupled with a conversion circuit breaker 228 through a conversion circuit breaker bus 230. In addition, the conversion circuit breaker 228 is electrically coupled to main transformer circuit breaker 214 via system bus 216 and a link bus 232. Alternatively, line filter 224 is electrically coupled to system bus 216 directly via link bus 232 and includes any suitable protection scheme (not shown) configured to account for the removal of the line contactor 226 and the circuit breaker of the circuit breaker. version 228 with respect to the electrical and control system 200. The main transformer circuit breaker 214 is electrically coupled with a main electrical power transformer 234 via a bus on the generator side 236. The main transformer 234 is electrically coupled with a network circuit breaker 238 through a bus on the side of the circuit breaker 240. The network circuit breaker 238 is connected to the electrical power transmission and distribution network through a network bus 242. In In an alternative embodiment, the main transformer 234 is electrically coupled with one or more fuses (not shown), rather than with the network circuit breaker 238, across the bus on the side of the breaker 240. In In another embodiment, neither fuses nor the network circuit breaker 238 are used, but the main transformer 234 is coupled with the transmission and distribution network of ene Electrical power via the bus on the circuit breaker 240 side and the network bus 242.

En la forma de realización de ejemplo, el convertidor de energía en el lado del rotor 220 está acoplado en comunicación eléctrica con el convertidor de energía en el lado de la línea 222 a través de un único enlace de corriente continua CC (DC: direct current) 244. Alternativamente, el convertidor de energía en el lado del rotor 220 y el convertidor de energía en el lado de la línea 222 están acoplados eléctricamente a través de enlaces de CC individuales y separados (que no se muestran en la Figura 2). El enlace de CC 244 incluye un riel positivo 246, un riel negativo 248 y al menos un condensador 250 acoplado entre el riel positivo 246 y el riel negativo 248. Alternativamente, el condensador 250 incluye uno o más condensadores configurados en serie y/o en paralelo entre el riel positivo 246 y el riel negativo 248.In the exemplary embodiment, the rotor-side power converter 220 is coupled in electrical communication with the line-side power converter 222 via a single DC link. ) 244. Alternatively, the rotor-side power converter 220 and the line-side power converter 222 are electrically coupled via separate, individual DC links (not shown in Figure 2). DC link 244 includes positive rail 246, negative rail 248, and at least one capacitor 250 coupled between positive rail 246 and negative rail 248. Alternatively, capacitor 250 includes one or more capacitors configured in series and / or in parallel between positive rail 246 and negative rail 248.

El controlador de turbina 202 está configurado para recibir una pluralidad de señales de medición de voltaje y de corriente eléctrica procedentes de un primer conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 252. Además, el controlador de turbina 202 está configurado para monitorizar y controlar al menos algunas de las variables operativas asociadas con la turbina eólica 100. En la forma de realización de ejemplo, cada uno de los tres sensores de voltaje y de corriente eléctrica 252 está acoplado eléctricamente con cada una de las tres fases del bus de la red 242. Alternativamente, los sensores de voltaje y de corriente eléctrica 252 están acoplados eléctricamente con el bus del sistema 216. Como alternativa adicional, los sensores de voltaje y de corriente eléctrica 252 están acoplados eléctricamente con cualquier parte del sistema eléctrico y de control 200 que facilite la operación del sistema eléctrico y de control 200 según se describe en el presente documento. Como alternativa más adicional, el controlador de turbina 202 está configurado para recibir cualquier número de señales de medición de voltaje y de corriente eléctrica procedentes de cualquier número de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 252 que incluyen, pero no se limitan a, una señal de medición de voltaje y de corriente eléctrica procedente de un transductor.Turbine controller 202 is configured to receive a plurality of voltage and electrical current measurement signals from a first set of voltage and electrical current sensors 252. Additionally, turbine controller 202 is configured to monitor and control the minus some of the operational variables associated with wind turbine 100. In the example embodiment, each of the three voltage and electrical current sensors 252 is electrically coupled to each of the three phases of the network bus 242 Alternatively, the voltage and electrical current sensors 252 are electrically coupled to the system bus 216. As a further alternative, the voltage and electrical current sensors 252 are electrically coupled to any part of the electrical and control system 200 that facilitates the operation of the electrical and control system 200 as described herein. As a further alternative, the turbine controller 202 is configured to receive any number of voltage and electrical current measurement signals from any number of voltage and electrical current sensors 252 including, but not limited to, a voltage and electrical current measurement signal from a transducer .

Según se muestra en la Figura 2, el sistema eléctrico y de control 200 también incluye un controlador de convertidor 262 que está configurado para recibir una pluralidad de señales de medición de voltaje y de corriente eléctrica. Por ejemplo, en una configuración, el controlador de convertidor 262 recibe señales de medición de voltaje y de corriente eléctrica procedentes de un segundo conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 254 acoplados en comunicación electrónica de datos con el bus del estator 208. El controlador de convertidor 262 recibe un tercer conjunto de señales de medición de voltaje y de corriente eléctrica procedentes de un tercer conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 256 acoplados en comunicación electrónica de datos con el bus del rotor 212. El controlador de convertidor 262 también recibe un cuarto conjunto de señales de medición de voltaje y de corriente eléctrica procedentes de un cuarto conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 264 acoplados en comunicación electrónica de datos con el bus de disyuntor de circuito de conversión 230. El segundo conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 254 es sustancialmente similar al primer conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 252, y el cuarto conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 264 es sustancialmente similar al tercer conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 256. El controlador de convertidor 262 es sustancialmente similar al controlador de turbina 202 y está acoplado en comunicación electrónica de datos con el controlador de turbina 202. Además, en la forma de realización de ejemplo, el controlador de convertidor 262 está integrado físicamente en la unidad de conversión de energía 210. Alternativamente, el controlador de convertidor 262 tiene cualquier configuración que facilite la operación del sistema eléctrico y de control 200 según se describe en el presente documento.As shown in Figure 2, the electrical and control system 200 also includes a converter controller 262 that is configured to receive a plurality of voltage and electrical current measurement signals. For example, in one configuration, converter controller 262 receives voltage and electrical current measurement signals from a second set of voltage and electrical current sensors 254 coupled in electronic data communication with the stator bus 208. The converter controller 262 receives a third set of voltage and electric current measurement signals from a third set of voltage and electric current sensors 256 coupled in electronic data communication with rotor bus 212. Converter controller 262 it also receives a fourth set of voltage and electric current measurement signals from a fourth set of voltage and electric current sensors 264 coupled in electronic data communication with the conversion circuit breaker bus 230. The second set of voltage and electrical current sensors 254 is substantially similar to the first set set of voltage and electric current sensors 252, and the fourth set of voltage and electric current sensors 264 is substantially similar to the third set of voltage and electric current sensors 256. The converter controller 262 is substantially similar to the controller turbine controller 202 and is coupled in electronic data communication with turbine controller 202. Additionally, in the exemplary embodiment, converter controller 262 is physically integrated into power conversion unit 210. Alternatively, the power controller Converter 262 has any configuration that facilitates operation of the electrical and control system 200 as described herein.

Durante la operación, el viento impacta en las palas 108 y las palas 108 transforman la energía del viento en un par de rotación mecánico que acciona de forma rotatoria el eje de baja velocidad 112 a través del buje 110. El eje de baja velocidad 112 acciona la multiplicadora 114 que posteriormente aumenta la baja velocidad de rotación del eje de baja velocidad 112 para accionar el eje de alta velocidad 116 a una mayor velocidad de rotación. El eje de alta velocidad 116 acciona de forma rotatoria el rotor del generador 122. El rotor del generador 122 induce un campo magnético rotatorio y se induce un voltaje dentro del estator del generador 120 que está acoplado magnéticamente con el rotor del generador 122. El generador 118 convierte la energía mecánica de rotación en una señal de energía eléctrica de corriente alterna CA (AC: alternating current) sinusoidal y trifásica en el estator del generador 120. La energía eléctrica asociada es transmitida al transformador principal 234 a través del bus del estator 208, del conmutador de sincronización del estator 206, del bus del sistema 216, del disyuntor de circuito del transformador principal 214 y del bus en el lado del generador 236. El transformador principal 234 aumenta la amplitud del voltaje de la energía eléctrica y la energía eléctrica transformada es transmitida además a una red a través del bus en el lado del disyuntor 240, del disyuntor de circuito de la red 238 y del bus de la red 242.During operation, the wind impacts the blades 108 and the blades 108 transform the wind energy into a mechanical torque that rotatably drives the low speed shaft 112 through the bushing 110. The low speed shaft 112 drives the multiplier 114 which subsequently increases the low speed of rotation of the low speed shaft 112 to drive the high speed shaft 116 at a higher speed of rotation. The high-speed shaft 116 rotationally drives the generator rotor 122. The generator rotor 122 induces a rotating magnetic field and a voltage is induced within the generator stator 120 that is magnetically coupled with the generator rotor 122. The generator 118 converts rotational mechanical energy into a sinusoidal, three-phase alternating current (AC) electrical energy signal in generator stator 120. The associated electrical energy is transmitted to main transformer 234 via stator bus 208 , the stator timing switch 206, the system bus 216, the main transformer circuit breaker 214 and the bus on the generator side 236. The main transformer 234 increases the amplitude of the voltage of the electrical power and the electrical power The transformed transformation is further transmitted to a network via the bus on the side of circuit breaker 240, network circuit breaker 238, and l network bus 242.

En la forma de realización de ejemplo, se proporciona una segunda vía de transmisión de energía eléctrica. Se genera energía eléctrica de corriente alterna trifásica sinusoidal dentro del rotor del generador 122 y es transmitida a la unidad de conversión de energía 210 a través del bus del rotor 212.In the exemplary embodiment, a second electrical power transmission path is provided. Sinusoidal three-phase alternating current electrical power is generated within generator rotor 122 and transmitted to power conversion unit 210 via rotor bus 212.

Dentro de la unidad de conversión de energía 210, la energía eléctrica es transmitida al filtro del rotor 218 y se modifica la potencia eléctrica para la velocidad de cambio de las señales de PWM asociadas con el convertidor de energía en el lado del rotor 220. El convertidor de energía en el lado del rotor 220 actúa como un rectificador y rectifica la energía de corriente alterna sinusoidal y trifásica en una energía de CC. La energía de CC es transmitida al enlace de CC 244. El condensador 250 facilita la mitigación de variaciones de la amplitud del voltaje en el enlace de CC 244 facilitando la mitigación de una ondulación de CC asociada con la rectificación de la CA.Within the power conversion unit 210, the electrical power is transmitted to the rotor filter 218 and the electrical power is modified for the rate of change of the PWM signals associated with the power converter on the rotor side 220. The Power converter on the rotor side 220 acts as a rectifier and rectifies sinusoidal and three-phase alternating current power into a DC power. DC power is transmitted to DC link 244. Capacitor 250 facilitates mitigation of voltage amplitude variations on DC link 244 by facilitating mitigation of a DC ripple associated with AC rectification.

La energía de CC es transmitida posteriormente desde el enlace de CC 244 al convertidor de energía en el lado de la línea 222 y el convertidor de energía en el lado de la línea 222 actúa como un inversor configurado para convertir la energía eléctrica de CC procedente del enlace de CC 244 en energía eléctrica de CA sinusoidal y trifásica con voltajes, corrientes y frecuencias predeterminados. Esta conversión es monitorizada y controlada a través del controlador de convertidor 262. La energía de CA convertida es transmitida desde el convertidor de energía en el lado de la línea 222 al bus de sistema 216 a través del bus del convertidor de energía en el lado de la línea 223 y del bus de línea 225, del contactor de línea 226, del bus del disyuntor de circuito de conversión 230, del disyuntor de circuito de conversión 228 y del bus de conexión 232. El filtro de línea 224 compensa o ajusta las corrientes armónicas en la energía eléctrica transmitida desde el convertidor de energía en el lado de la línea 222. El conmutador de sincronización del estator 206 está configurado para cerrarse para facilitar la conexión de la energía trifásica procedente del estator del generador 120 con la energía trifásica procedente de la unidad de conversión de energía 210. The DC power is subsequently transmitted from the DC link 244 to the power converter on the line side 222 and the power converter on the line side 222 acts as an inverter configured to convert the DC electrical power from the DC link 244 in sinusoidal and three-phase AC electrical power with predetermined voltages, currents and frequencies. This conversion is monitored and controlled through the converter controller 262. The converted AC power is transmitted from the line-side power converter 222 to the system bus 216 via the power-side converter bus. line 223 and line bus 225, line contactor 226, conversion circuit breaker bus 230, conversion circuit breaker 228 and connection bus 232. Line filter 224 compensates or adjusts currents harmonics in the electrical power transmitted from the line-side power converter 222. The stator timing switch 206 is configured to close to facilitate connection of the three-phase power from the generator stator 120 with the three-phase power from the energy conversion unit 210.

El disyuntor de circuito de conversión 228, el disyuntor de circuito del transformador principal 214 y el disyuntor de circuito de la red 238 están configurados para desconectar los correspondientes buses, por ejemplo, cuando un flujo excesivo de corriente puede dañar los componentes del sistema eléctrico y de control 200. También se proporcionan componentes de protección adicionales que incluyen el contactor de línea 226, que pueden ser controlados para formar una desconexión abriendo un conmutador (que no se muestra en la Figura 2) correspondiente a cada línea del bus de línea 225.The conversion circuit breaker 228, the main transformer circuit breaker 214, and the mains circuit breaker 238 are configured to disconnect the corresponding buses, for example, when excessive current flow can damage electrical system components and of control 200. Additional protection components are also provided including line contactor 226, which can be controlled to form a disconnect by opening a switch (not shown in Figure 2) corresponding to each line of line bus 225.

La unidad de conversión de energía 210 compensa o ajusta la frecuencia de la energía trifásica procedente del rotor del generador 122 para cambios, por ejemplo, en la velocidad del viento en el buje 110 y las palas 108. Por lo tanto, de este modo, se desacoplan las frecuencias mecánicas y eléctricas del rotor con respecto a la frecuencia del estator.The power conversion unit 210 compensates or adjusts the frequency of the three-phase power from the generator rotor 122 for changes, for example, in the wind speed at the hub 110 and blades 108. Thus, thereby, the mechanical and electrical frequencies of the rotor are decoupled from the stator frequency.

En algunas condiciones, las características bidireccionales de la unidad de conversión de energía 210, y en concreto las características bidireccionales del convertidor de energía en el lado del rotor 220 y del convertidor de energía en el lado de la línea 222, facilitan la retroalimentación de al menos parte de la energía eléctrica generada en el rotor del generador 122. Más en concreto, se transmite energía eléctrica desde el bus del sistema 216 hacia el bus de conexión 232 y, posteriormente, a través del disyuntor de circuito de conversión 228 y desde el bus del disyuntor de circuito de conversión 230 hacia la unidad de conversión de energía 210. Dentro de la unidad de conversión de energía 210, se transmite la energía eléctrica a través del contactor de línea 226, del bus de línea 225 y del bus del convertidor de energía en el lado de la línea 223 hacia el convertidor de energía en el lado de la línea 222. El convertidor de energía en el lado de la línea 222 actúa como un rectificador y rectifica la energía de corriente alterna sinusoidal y trifásica en forma de energía de CC. La energía de CC se transmite al enlace de CC 244. El condensador 250 facilita la mitigación de variaciones de amplitud de voltaje en el enlace de CC 244 facilitando la mitigación de una ondulación de CC asociada a veces con la rectificación de CA trifásica.Under some conditions, the bi-directional characteristics of the power conversion unit 210, and in particular the bi-directional characteristics of the power converter on the rotor side 220 and of the power converter on the line side 222, facilitate feedback from at the same time. less part of the electrical energy generated in the generator rotor 122. More specifically, electrical energy is transmitted from the system bus 216 to the connection bus 232 and subsequently through the conversion circuit breaker 228 and from the Conversion circuit breaker bus 230 to power conversion unit 210. Within power conversion unit 210, electrical power is transmitted through line contactor 226, line bus 225, and converter bus. of power on the line 223 side to the power converter on the 222 line side. The power converter on the 222 line side acts as a rectifier generator and rectifies sinusoidal and three-phase alternating current energy in the form of DC energy. The DC power is transmitted to the DC link 244. The capacitor 250 facilitates the mitigation of voltage amplitude variations on the DC link 244 by facilitating the mitigation of a DC ripple sometimes associated with three-phase AC rectification.

La energía de CC se transmite posteriormente desde el enlace de CC 244 hacia el convertidor de energía en el lado del rotor 220 y el convertidor de energía en el lado del rotor 220 actúa como un inversor configurado para convertir la energía eléctrica de CC transmitida desde el enlace de CC 244 en energía eléctrica de CA sinusoidal y trifásica con voltajes, corrientes y frecuencias predeterminados. Esta conversión es monitorizada y controlada por el controlador de convertidor 262. La energía de CA convertida es transmitida desde el convertidor de energía en el lado del rotor 220 hacia el filtro del rotor 218 a través del bus del filtro del rotor 219 y posteriormente es transmitida al rotor del generador 122 a través del bus del rotor 212, facilitando de este modo una operación sub-síncrona.The DC power is subsequently transmitted from the DC link 244 to the rotor-side power converter 220 and the rotor-side power converter 220 acts as an inverter configured to convert the DC electrical power transmitted from the DC link 244 in sinusoidal and three-phase AC electrical power with predetermined voltages, currents and frequencies. This conversion is monitored and controlled by the converter controller 262. The converted AC power is transmitted from the rotor-side power converter 220 to the rotor filter 218 via the rotor filter bus 219 and is subsequently transmitted to generator rotor 122 via rotor bus 212, thereby facilitating subsynchronous operation.

La unidad de conversión de energía 210 está configurada para recibir señales de control procedentes del controlador de turbina 202. Las señales de control se basan en condiciones detectadas o en características de operación de la turbina eólica 100 y del sistema eléctrico y de control 200. Las señales de control son recibidas por el controlador de turbina 202 y se utilizan para controlar la operación de la unidad de conversión de energía 210. El sistema eléctrico y de control 200 puede utilizar una retroalimentación procedente de uno o más sensores para controlar la unidad de conversión de energía 210 a través del controlador de convertidor 262, incluyendo, por ejemplo, el bus de disyuntor de circuito de conversión 230, retroalimentaciones de voltaje o de corriente del bus del estator y del bus del rotor a través del segundo conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 254, del tercer conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 256, y del cuarto conjunto de sensores de voltaje y de corriente eléctrica 264. Utilizando esta información de retroalimentación y, por ejemplo, se pueden generar de cualquier manera conocida señales de control de conmutación, señales de control del conmutador de sincronización del estator y señales de control (activación) del disyuntor de circuito del sistema. Por ejemplo, para un transitorio de voltaje de red con características predeterminadas, el controlador de convertidor 262 suspenderá, al menos temporalmente sustancialmente, que los transistores IGBT conduzcan dentro del convertidor de energía en el lado de la línea 222. Dicha suspensión de la operación del convertidor de energía en el lado de la línea 222 mitigará sustancialmente la conducción de energía eléctrica a través de la unidad de conversión de energía 210 hasta cero aproximadamente.The power conversion unit 210 is configured to receive control signals from the turbine controller 202. The control signals are based on sensed conditions or operating characteristics of the wind turbine 100 and the electrical and control system 200. Control signals are received by the turbine controller 202 and are used to control the operation of the power conversion unit 210. The electrical and control system 200 may use feedback from one or more sensors to control the conversion unit. power supply 210 through converter controller 262, including, for example, conversion circuit breaker bus 230, stator bus and rotor bus voltage or current feedbacks through second set of voltage sensors and electric current 254, the third set of voltage and electric current sensors 256, and the fourth set of sin 264 voltage and electrical current sources. Using this feedback information and, for example, switching control signals, stator timing switch control signals, and circuit breaker control (actuation) signals can be generated in any known manner. system circuit. For example, for a mains voltage transient with predetermined characteristics, the converter controller 262 will suspend, at least substantially temporarily, that the IGBT transistors conduct within the power converter on the line side 222. Said suspension of the operation of the Line side power converter 222 will substantially mitigate the conduction of electrical power through power conversion unit 210 down to about zero.

La Figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra un esquema de conexión para sub-estaciones individuales 606, 607 y 608 con una línea eléctrica común 612. Las sub-estaciones 606, 607 y 608 pueden formar sub-redes asociadas, en las que cada sub-red incluye un transformador de sub-red asociado (según se ilustra en las Figuras 4 y 5). El número de referencia 605 indica una región de compensación de potencia reactiva. Se proporciona una primera sub-estación 606, una segunda sub-estación 607 y una tercera sub­ estación 608. La potencia S suministrada por las sub-estaciones individuales incluye, respectivamente, unos componentes de potencia efectiva P y unos componentes de potencia reactiva Q. Se indica en este caso que, si bien en el presente documento se describe la determinación de componentes de potencia reactiva, los componentes de potencia efectiva P y/o potencia S se pueden determinar de manera que se pueden evaluar los componentes de potencia reactiva utilizando S y P.Figure 3 is a schematic diagram illustrating a connection scheme for individual substations 606, 607, and 608 with a common power line 612. Substations 606, 607, and 608 may form associated sub-networks, in which each subnet includes an associated subnet transformer (as illustrated in Figures 4 and 5). Reference numeral 605 indicates a reactive power compensation region. A first substation 606, a second substation 607, and a third substation 608 are provided. The power S supplied by the individual substations includes, respectively, effective power components P and reactive power components Q. It is indicated in this case that, although the determination of reactive power components is described in this document, the effective power components P and / or power S can be determined so that the reactive power components can be evaluated using S And p.

Con el fin de reducir componentes no deseados de potencia reactiva Q, o para controlar la potencia reactiva de manera que se obtiene un valor de potencia reactiva deseado y/o un factor de potencia deseado, se puede proporcionar una primera compensación de potencia reactiva 610 transfiriendo potencia reactiva Q entre la sub-estación 608 y la sub-estación 607. Además, se puede proporcionar una segunda compensación de potencia reactiva 611 mediante una transferencia desde la sub-estación 608 hasta la sub­ estación 606 (según muestran las flechas 610, 611 en la Figura 3). Se observa en este caso que, según se utiliza en el presente documento, la expresión "compensación de potencia reactiva" tiene por objeto ser representativa de un control de potencia reactiva que puede dar lugar a una compensación total o parcial de la potencia reactiva, por ejemplo, de acuerdo con unos requisitos de una red de suministro de energía externa y/u otras cargas conectadas a la red de parque eólico.In order to reduce unwanted components of reactive power Q, or to control reactive power so as to obtain a desired reactive power value and / or a desired power factor, a first reactive power compensation 610 may be provided by transferring reactive power Q between substation 608 and substation 607. In addition, a second reactive power compensation 611 may be provided by a handoff from substation 608 to substation. station 606 (as shown by arrows 610, 611 in Figure 3). It is noted in this case that, as used herein, the term "reactive power compensation" is intended to be representative of a reactive power control that can result in a total or partial compensation of reactive power, for For example, according to requirements of an external power supply network and / or other loads connected to the wind farm network.

Como ejemplo, cada una de las tres sub-estaciones 606, 607 y 608 pueden incluir 20 turbinas eólicas. Además, según el presente ejemplo, una carga de carga de cable en la sub-estación 606 es igual a 10 MVAr capacitivos, una carga de carga de cable en la sub-estación 607 es igual a 20 MVAr capacitivos y una carga de carga de cable en la sub-estación 608 es igual a 30 MVAr capacitivos. Por lo tanto, según el ejemplo descrito en este caso, la suma de las cargas de carga de cable asciende a 10 MVAr 20 MVAr 30 MVAr = 60 MVAr. Un sistema de gestión de parque eólico sin control individual de sub-redes proporcionará unos comandos idénticos o casi idénticos para cada turbina eólica. Estos comandos se estiman de la siguiente manera: 60 MVAr/60 = 1,0 MVAr inductivos. Teniendo en cuenta que las sub-redes individuales tienen diferentes longitudes y que el número de turbinas eólicas conectadas a una sub-red puede ser diferente, la potencia reactiva Q generada por la reactancia e inductancia de cable y transformadores puede ser diferente. En el caso de un voltaje de parque, un regulador de voltio amperios reactivos (VAR: volt amps reactive) o de factor de potencia (PF: power-factor) regula un valor de consigna del parque y ajusta todas las turbinas eólicas utilizando el mismo comando de VAR, la potencia reactiva Q generada en las sub-redes será diferente. Se pueden producir situaciones en las que en una sub-red la potencia reactiva Q puede ser positiva, mientras que en otra sub-red la potencia reactiva Q puede ser negativa. Entonces, se puede producir un flujo de potencia reactiva compensatoria entre las sub-redes que puede tensionar uno o más de los transformadores de sub-red y/o la barra colectora. Como resultado, se puede producir una operación ineficiente de todo el parque eólico.As an example, each of the three substations 606, 607 and 608 can include 20 wind turbines. Furthermore, according to the present example, a cable load load in substation 606 is equal to 10 MVAr capacitive, a cable load load in substation 607 is equal to 20 MVAr capacitive, and a load load of cable in sub-station 608 is equal to 30 capacitive MVAr. Therefore, according to the example described in this case, the sum of the cable load loads amounts to 10 MVAr 20 MVAr 30 MVAr = 60 MVAr. A wind farm management system without individual sub-grid control will provide identical or nearly identical commands for each wind turbine. These commands are estimated as follows: 60 MVAr / 60 = 1.0 MVAr inductive. Taking into account that individual sub-networks have different lengths and that the number of wind turbines connected to a sub-network may be different, the reactive power Q generated by the reactance and inductance of cable and transformers may be different. In the case of a park voltage, a volt-ampere reactive (VAR: volt amps reactive) or power factor (PF: power-factor) regulator regulates a park setpoint and adjusts all wind turbines using the same VAR command, the reactive power Q generated in the sub-grids will be different. Situations may arise where in one sub-network the reactive power Q may be positive, while in another sub-network the reactive power Q may be negative. Then, a compensatory reactive power flow can occur between the sub-networks that can stress one or more of the sub-network transformers and / or the busbar. As a result, inefficient operation of the entire wind farm can occur.

La energía eléctrica suministrada por las sub-estaciones individuales es proporcionada a transformadores eléctricos asociados, por ejemplo, un primer transformador de alta tensión 602, un segundo transformador de alta tensión 603 y un tercer transformador de alta tensión 604. Cada uno de estos transformadores puede proporcionar la transformación de 110 kV a 400 kV, es decir, de la región de alta tensión a la región de ultra alta tensión (de 3 x 110 kV a 3 x 400 kV).The electrical power supplied by the individual substations is provided to associated electrical transformers, for example, a first high-voltage transformer 602, a second high-voltage transformer 603, and a third high-voltage transformer 604. Each of these transformers can provide the transformation from 110 kV to 400 kV, that is, from the high voltage region to the ultra high voltage region (from 3 x 110 kV to 3 x 400 kV).

La primera compensación de potencia reactiva 610 puede ser proporcionada desde la sub-estación 608 a la sub-estación 607. Además, la segunda compensación de potencia reactiva 611 puede ser proporcionada desde la sub-estación 608 a la sub-estación 606. De este modo, la sub-estación 608 incluye turbinas que producen menos potencia reactiva Q que la solicitada a través de la línea eléctrica, mientras que las sub­ estaciones 606 y 607 incluyen turbinas eólicas que producen más potencia reactiva Q que la solicitada a través de la línea eléctrica. En este caso, se puede producir una compensación no deseada de la potencia reactiva a través de la barra colectora de 110 kV. Se observa en este caso que las líneas de conexión eléctrica dentro del parque eólico contribuyen normalmente a la parte capacitiva de la potencia reactiva, mientras que al menos una turbina eólica conectada a una sub-red asociada contribuye normalmente a la parte inductiva de la potencia reactiva. La parte capacitiva de la potencia reactiva es más o menos constante a causa del cableado fijo y, por lo tanto, de las líneas de conexión eléctrica inalteradas durante la operación de la al menos una turbina eólica. Sin embargo, se puede ajustar la parte inductiva de la potencia reactiva en una turbina eólica individual de tal manera que se pueden proporcionar la una o más compensaciones de potencia reactiva 610, 611 mencionadas anteriormente. El control de partes inductivas de la potencia reactiva en turbinas eólicas individuales permite por lo tanto compensar las partes capacitivas de la potencia reactiva resultantes de las líneas de conexión eléctrica dentro del parque eólico. Los parques eólicos de mayor tamaño ocupan una mayor superficie para la instalación de turbinas eólicas. Este hecho da lugar a largos cables de transferencia de energía para recoger energía procedente de turbinas eólicas individuales. Con el fin de reducir el coste del cableado, se limita el número de turbinas eólicas conectadas a un cable. Todos los cables de sub-red están conectados a una barra colectora común en la sub-estación. En este caso, podría aparecer el flujo de compensación de potencia reactiva y aumentar las pérdidas de todo el parque eólico.The first reactive power offset 610 may be provided from substation 608 to substation 607. Furthermore, the second reactive power offset 611 may be provided from substation 608 to substation 606. From this Thus, substation 608 includes turbines that produce less reactive power Q than requested through the power line, while substations 606 and 607 include wind turbines that produce more reactive power Q than requested through the line. electrical. In this case, unwanted compensation of reactive power may occur across the 110 kV bus bar. It is observed in this case that the electrical connection lines within the wind farm normally contribute to the capacitive part of the reactive power, while at least one wind turbine connected to an associated sub-network normally contributes to the inductive part of the reactive power. . The capacitive part of the reactive power is more or less constant due to the fixed wiring and therefore the unaltered electrical connection lines during the operation of the at least one wind turbine. However, the inductive part of the reactive power can be adjusted in an individual wind turbine such that the one or more reactive power offsets 610, 611 mentioned above can be provided. The control of inductive parts of the reactive power in individual wind turbines therefore makes it possible to compensate for the capacitive parts of the reactive power resulting from the electrical connection lines within the wind farm. Larger wind farms occupy a larger area for the installation of wind turbines. This fact results in long power transfer cables to collect energy from individual wind turbines. In order to reduce the cost of cabling, the number of wind turbines connected to a cable is limited. All sub-network cables are connected to a common bus bar in the sub-station. In this case, the reactive power compensation flow could appear and increase the losses of the entire wind farm.

Según una forma de realización típica de la presente invención, las sub-estaciones individuales 606, 607 y 608 pueden ser controladas de tal manera que la potencia reactiva de las sub-estaciones es compensada individualmente. En este caso no se realiza ninguna compensación a través de la barra de bus de 110 kV. De este modo, cada línea de energía hacia las sub-estaciones individuales 606, 607 y 608 es compensada por separado para proporcionar un factor de potencia PF deseado, por ejemplo, un factor de potencia PF igual a uno (PF = 1). De este modo, el coseno del ángulo 9 entre la potencia efectiva P y la potencia de salida |S| se puede establecer en cos(9 ) = 1 con cos(9 ) = P/|S|. Por lo tanto, la relación PF = 1 corresponde a 9 = 0° o Q = 0.According to a typical embodiment of the present invention, the individual substations 606, 607, and 608 can be controlled in such a way that the reactive power of the substations is individually compensated. In this case no compensation is made via the 110 kV bus bar. In this way, each power line to individual substations 606, 607, and 608 is separately compensated to provide a desired power factor PF, eg, a power factor PF equal to one (PF = 1). Thus, the cosine of the angle 9 between the effective power P and the output power | S | It can be set to cos (9) = 1 with cos (9) = P / | S |. Therefore, the relation PF = 1 corresponds to 9 = 0 ° or Q = 0.

La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra una configuración de un parque eólico según una forma de realización típica. La topología de parque eólico que se ilustra en la Figura 4 incluye una disposición de turbinas eólicas, por ejemplo, una disposición de turbinas eólicas en sub-redes o series. Dicha disposición de topología puede ser almacenada en una memoria de manera que los componentes de potencia reactiva y/o factores de potencia resultantes de, o que están influenciados por, la topología de una sub-red específica o de una serie de sub-redes se pueden evaluar en base a la topología conocida y almacenada. Una red de parque eólico está conectada a una red de suministro de energía 900 e incluye al menos dos sub-redes 300, 400, 500 y una parte colectora 905. Las al menos dos turbinas eólicas están conectadas a cada una de las sub-redes 300, 400, 500, en que las al menos dos sub-redes 300, 400, 500 están conectadas a la parte colectora 905 y en que la parte colectora 905 establece la conexión con la red de suministro 900. Un controlador de potencia reactiva está conectado operativamente a la red de parque eólico, en el que el controlador de potencia reactiva incluye un dispositivo de determinación para determinar un valor de potencia reactiva real en la parte colectora 905 y un controlador de parque eólico 800 conectado operativamente con el dispositivo de determinación 700 para controlar al menos dos de dichas turbinas eólicas en base al valor de potencia reactiva real determinado, de manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado.Figure 4 is a schematic diagram showing a configuration of a wind farm according to a typical embodiment. The wind farm topology illustrated in Figure 4 includes an arrangement of wind turbines, for example, an arrangement of wind turbines in sub-grids or series. Said topology arrangement can be stored in a memory so that the components Reactive power and / or power factors resulting from, or influenced by, the topology of a specific sub-network or of a series of sub-networks can be evaluated based on the known and stored topology. A wind farm network is connected to a power supply network 900 and includes at least two sub-networks 300, 400, 500 and a collector part 905. The at least two wind turbines are connected to each of the sub-networks 300, 400, 500, in which the at least two sub-networks 300, 400, 500 are connected to the collector part 905 and in which the collector part 905 establishes the connection with the supply network 900. A reactive power controller is operatively connected to the wind farm network, wherein the reactive power controller includes a determining device for determining an actual reactive power value in the collector portion 905 and a wind farm controller 800 operatively connected to the determining device 700 to control at least two of said wind turbines based on the determined real reactive power value, so that a desired reactive power value is reached.

De este modo, el parque eólico que se muestra en la Figura 4 incluye tres sub-redes, es decir, una primera sub-red 300, una segunda sub-red 400 y una tercera sub-red 500. Se observa en este caso, aunque no se muestra en los dibujos, que se pueden proporcionar más de tres sub-redes o menos de tres sub-redes. La parte colectora 905 (línea discontinua en la Figura 4) puede incluir una barra colectora 600, un transformador de sub-estación 601 y un dispositivo de determinación 700, y puede representar una conexión a la red de suministro de energía 900 a través de un punto de regulación de red 707. Según una forma de realización típica que puede ser combinada con otras formas de realización que se describen en este documento, se puede medir un valor de potencia reactiva real Q en el punto de regulación de red 707. De este modo, se puede proporcionar a una red de suministro de energía conectada a la red de parque eólico un factor de potencia de salida deseado - o un valor de potencia reactiva deseado en la salida - de la red de parque eólico en la parte colectora 905 - y, a su vez, un valor de potencia reactiva deseado de la red de parque eólico. En otras palabras, para alcanzar un valor de potencia reactiva deseado se pueden controlar al menos dos de dichas turbinas eólicas en base al valor de potencia reactiva real determinado. Además, determinando un valor de potencia real de la salida de energía eléctrica generada por la red de parque eólico, hacia una red de suministro de energía externa, puede incluir evaluar o medir unos componentes de potencia reactiva en una o todas las sub-redes en base a la topología de al menos una sub-red. Se observa en este caso que se puede ajustar un valor de potencia reactiva deseado y/o un factor de potencia PF deseado en la barra colectora 600. El factor de potencia PF ajustado en un punto de toma 706 (línea discontinua en la Figura 4) es una base para facturar la energía eléctrica generada. Por lo tanto, un factor de potencia PF = 1 en la barra colectora puede ser ventajoso aunque el factor de potencia en el punto de regulación de red 707 sea inferior a 1. En otras palabras, puede ser deseable que el operador del parque eólico proporcione un factor de potencia PF cercano a uno en una ubicación (por ejemplo, en la barra colectora 600 de la Figura 4) dentro de la red de parque eólico en el que este factor de potencia representa la base para facturación. Utilizando el procedimiento según una o más formas de realización típicas que se describen en este documento, es por lo tanto posible ajustar este factor de potencia en base a mediciones de la sub-red.Thus, the wind farm shown in Figure 4 includes three sub-networks, that is, a first sub-network 300, a second sub-network 400 and a third sub-network 500. It is observed in this case, Although not shown in the drawings, that more than three sub-networks or less than three sub-networks can be provided. The collector portion 905 (dashed line in Figure 4) may include a bus bar 600, a substation transformer 601, and a determining device 700, and may represent a connection to the power supply network 900 through a Grid regulation point 707. According to a typical embodiment that can be combined with other embodiments described in this document, a real reactive power value Q can be measured at grid regulation point 707. From this Thus, a desired output power factor - or a desired reactive power value at the output - from the wind farm network can be provided to a power supply network connected to the wind farm network in the collector part 905 - and, in turn, a desired reactive power value of the wind farm network. In other words, to achieve a desired reactive power value at least two of said wind turbines can be controlled based on the determined actual reactive power value. Furthermore, determining a real power value of the electrical energy output generated by the wind farm network, towards an external power supply network, may include evaluating or measuring reactive power components in one or all of the sub-networks in based on the topology of at least one subnet. It is observed in this case that a desired reactive power value and / or a desired PF power factor can be set on the bus bar 600. The adjusted PF power factor at a tap point 706 (dashed line in Figure 4) it is a basis for billing the electricity generated. Therefore, a power factor PF = 1 at the busbar can be advantageous even if the power factor at grid regulation point 707 is less than 1. In other words, it may be desirable for the wind farm operator to provide a power factor PF close to one at a location (eg, at bus bar 600 in Figure 4) within the wind farm network where this power factor represents the basis for billing. Using the procedure according to one or more typical embodiments described in this document, it is therefore possible to adjust this power factor based on sub-network measurements.

Cada sub-red 300, 400, 500 incluye al menos dos turbinas eólicas 301 - 303, 401, 402, y 501 - 504. La energía eléctrica es generada con al menos dos de dichas turbinas eólicas y es suministrada a la sub-red con la que están conectadas las al menos dos turbinas eólicas. Se observa en este caso que la topología puede influir en los componentes de potencia reactiva en una sub-red. De este modo, la potencia reactiva en una sub-red puede ser diferente de la potencia reactiva en otra sub-red, por ejemplo, a causa de diferentes longitudes de cables, diferente número de turbinas eólicas conectadas a una sub-red, etc. De este modo, la topología es un factor que se puede considerar cuando se controlan componentes de potencia reactiva. En la forma de realización que se muestra en la Figura 4, la primera sub-red 300 incluye tres turbinas eólicas 301, 302, 303, la segunda sub-red 400 incluye dos turbinas eólicas 401 y 402, y la tercera sub-red 500 incluye cuatro turbinas eólicas 501, 502, 503 y 504. El valor de potencia reactiva real se puede determinar en la parte colectora 905.Each sub-network 300, 400, 500 includes at least two wind turbines 301 - 303, 401, 402, and 501 - 504. Electric power is generated with at least two of said wind turbines and is supplied to the sub-network with the one to which the at least two wind turbines are connected. It is observed in this case that the topology can influence the reactive power components in a sub-network. Thus, reactive power in one sub-network may be different from reactive power in another sub-network, for example, due to different lengths of cables, different number of wind turbines connected to a sub-network, etc. Thus, topology is a factor that can be considered when controlling reactive power components. In the embodiment shown in Figure 4, the first subnet 300 includes three wind turbines 301, 302, 303, the second subnet 400 includes two wind turbines 401 and 402, and the third subnet 500 It includes four wind turbines 501, 502, 503 and 504. The actual reactive power value can be determined in the collector part 905.

Cada turbina eólica individual 301 - 303, 401 - 402, 501 - 503 incluye un controlador de turbina eólica asociado. Además, para cada sub-red 300, 400 y 500 se puede proporcionar un transformador de sub-red asociado para conectar la respectiva sub-red 300, 400 y 500 a la barra colectora común 600. Dicho transformador de sub-red puede estar adaptado para transferir energía eléctrica en un rango de 150 MW a 250 MW. La barra colectora común se utiliza para recoger la energía eléctrica generada por las turbinas eólicas individuales. La energía eléctrica resultante Spark es transferida al transformador de sub-estación 601, que transforma la energía eléctrica Spark de una región de alta tensión HV a una región de ultra alta tensión (región UHV). El transformador de sub-estación 601 se puede considerar como un transformador principal en el parque eólico. En el lado de ultra alta tensión del transformador de sub-estación 601, se puede conectar una red de suministro 900. De este modo, la red de parque eólico conectada eléctricamente a al menos dos sub-redes puede ser conectada a la red de suministro de energía y se puede transferir la potencia generada desde el parque eólico que tiene al menos dos sub-redes hacia la red de suministro de energía. Se indica un punto de regulación de red con el número de referencia 707. En el punto de regulación de red 707, se pueden medir voltajes y corrientes mediante un dispositivo de medición de red 700, de manera que es posible el control de la potencia reactiva. Each individual wind turbine 301-303, 401-402, 501-503 includes an associated wind turbine controller. Furthermore, for each sub-network 300, 400 and 500 an associated sub-network transformer may be provided to connect the respective sub-network 300, 400 and 500 to the common bus bar 600. Said sub-network transformer may be adapted to transfer electrical energy in a range of 150 MW to 250 MW. The common bus bar is used to collect the electrical energy generated by the individual wind turbines. The resulting Spark electrical energy is transferred to sub-station transformer 601, which transforms Spark electrical energy from a high-voltage HV region to an ultra-high-voltage region (UHV region). The sub-station transformer 601 can be considered as a main transformer in the wind farm. On the ultra-high voltage side of the sub-station transformer 601, a supply network 900 can be connected. In this way, the wind farm network electrically connected to at least two sub-networks can be connected to the supply network. of energy and the generated power can be transferred from the wind farm that has at least two sub-grids to the energy supply network. A network regulation point is indicated by reference numeral 707. At the network regulation point 707, voltages and currents can be measured by a network measurement device 700, so that reactive power control is possible. .

Según una forma de realización típica que se puede combinar con otras formas de realización que se describen en este documento, el dispositivo de medición de red 700 incluye un sensor de voltaje 704 y un sensor de corriente 705, de manera que se detectan componentes de potencia efectiva P y componentes de potencia reactiva Q en el lado secundario del transformador de sub-estación 601. Una señal de medición 903 producida por el dispositivo de medición de red 700 es utilizada para controlar un controlador de parque eólico 800 conectado con el dispositivo de medición de red 700. Además, el controlador de parque eólico 800 está conectado a un dispositivo de entrada de la red 901 para suministrar un estado de control deseado para las turbinas eólicas individuales y a una interfaz hombre-máquina 902 para suministrar comandos de usuario. Una señal de control de parque eólico 804 es emitida por el controlador de parque eólico 800 y se puede utilizar para controlar turbinas eólicas individuales a través de sus controladores de turbina eólica asociados. Con el fin de proporcionar un control de turbina eólica, el controlador de parque eólico 800 está conectado a las turbinas eólicas individuales 301 - 303; 401 - 402; 501 - 503 a través de un dispositivo de comunicación de datos 904 tal como una línea de comunicación (líneas discontinuas en la Figura 4). La línea de comunicación 904 se utiliza para comunicar señales de datos entre el controlador de parque eólico 800 y las turbinas eólicas / controladores de turbina eólica individuales.According to a typical embodiment that can be combined with other embodiments described herein, the network measurement device 700 includes a voltage sensor 704 and a current sensor 705, so that power components are detected. effective P and reactive power components Q on the secondary side of the substation transformer 601. A measurement signal 903 produced by the grid measurement device 700 is used to control a wind farm controller 800 connected with the measurement device. network 700. In addition, the wind farm controller 800 is connected to a network input device 901 to supply a desired control state for the individual wind turbines and to a man-machine interface 902 to supply user commands. A wind farm control signal 804 is outputted by the wind farm controller 800 and can be used to control individual wind turbines through their associated wind turbine controllers. In order to provide wind turbine control, wind park controller 800 is connected to individual wind turbines 301-303; 401-402; 501-503 through a data communication device 904 such as a communication line (dashed lines in Figure 4). Communication line 904 is used to communicate data signals between wind farm controller 800 and individual wind turbines / wind turbine controllers.

Según otra forma de realización típica que se puede combinar con otras formas de realización que se describen en este documento, el dispositivo de comunicación de datos puede servir para comunicar señales de datos entre el controlador de parque eólico y al menos una turbina eólica, en el que el dispositivo de comunicación de datos se puede seleccionar de entre un grupo que consiste en una red de área local, una red LAN inalámbrica, Internet, una guía de ondas ópticas y cualquier combinación de las mismas.According to another typical embodiment that can be combined with other embodiments described in this document, the data communication device can serve to communicate data signals between the wind farm controller and at least one wind turbine, in the that the data communication device can be selected from a group consisting of a local area network, a wireless LAN, the Internet, an optical waveguide, and any combination thereof.

El dispositivo de medición de red 700 para medir un componente de potencia reactiva Qpark de la energía eléctrica Spark generada por las turbinas eólicas puede incluir al menos un sensor seleccionado de entre el grupo formado por un sensor de voltaje 704, un sensor de corriente 705, un medidor de potencia, un sensor de VAR y cualquier combinación de los mismos. Utilizando el dispositivo de medición de red 700 según una forma de realización típica que se describe en este documento con respecto a la Figura 4, se puede determinar el componente de potencia reactiva Qpark contenido en la potencia generada Spark (que incluye componentes de potencia efectiva y potencia reactiva).The network measurement device 700 for measuring a Qpark reactive power component of the Spark electrical energy generated by wind turbines may include at least one sensor selected from the group consisting of a voltage sensor 704, a current sensor 705, a power meter, a VAR sensor, and any combination thereof. Using the network measurement device 700 according to a typical embodiment that is described in this document with respect to Figure 4, the reactive power component Qpark contained in the generated power Spark (which includes components of effective power and reactive power).

Cada sub-red 300, 400 y 500 incluye un grupo de turbinas eólicas 301 - 303; 401 - 402; 501 - 503 que están conectadas al mismo cable de salida de energía, de manera que un grupo de turbinas eólicas puede ser controlado con respecto a su potencia de salida. La potencia de salida en la sub-red individual 300, 400 y 500 es de acuerdo con las siguientes ecuaciones (1), (2) y (3), respectivamente:Each sub-network 300, 400 and 500 includes a group of wind turbines 301-303; 401-402; 501-503 that are connected to the same power output cable, so that a group of wind turbines can be controlled with respect to their power output. The output power in the individual sub-network 300, 400 and 500 is according to the following equations (1), (2) and (3), respectively:

£, = P, jQ, (O£, = P, jQ, (O

S2 = P 2 jQ 2 (2 )S2 = P 2 jQ 2 (2)

Sj = P? jQ i (3)Sj = P? jQ i (3)

De este modo, la cantidad resultante de energía eléctrica Spark generada por las turbinas eólicas dispuestas dentro del parque eólico se evalúa utilizando la compleja formulación de energía definida por las ecuaciones (1), (2) y (3) anteriores:In this way, the resulting amount of Spark electrical energy generated by the wind turbines arranged within the wind farm is evaluated using the complex energy formulation defined by equations (1), (2) and (3) above:

Spark = Si S2 Si (4)Spark = Yes S2 Yes (4)

De este modo, la potencia generada por el parque eólico Spark incluye componentes de potencia efectiva Ppark y componentes de potencia reactiva Qpark, según se indica en la siguiente ecuación (5):Thus, the power generated by the Spark wind farm includes components of effective power Ppark and components of reactive power Qpark, as indicated in the following equation (5):

Spark Ppark ~^.|Qpark ( 5 )Spark Ppark ~ ^. | Qpark (5)

Utilizando la ecuación (5) anterior se puede determinar la suma de componentes de potencia reactiva Qpark dentro del parque eólico utilizando la siguiente ecuación (6):Using equation (5) above, the sum of reactive power components Qpark within the wind farm can be determined using the following equation (6):

Qpark = Q l Q 2 Q ? ( 6 )Qpark = Q l Q 2 Q? (6)

Se observa en este caso que los componentes de potencia reactiva individuales proporcionados por las sub-redes individuales 300, 400 y 500 se pueden expresar como la suma de los respectivos componentes de potencia reactiva establecidos por un comando Q y los respectivos componentes de potencia reactiva a causa de una transmisión por cable Q_cabletrans. De este modo, se pueden utilizar las siguientes ecuaciones (7) a (8):It is observed in this case that the individual reactive power components provided by the individual sub-networks 300, 400 and 500 can be expressed as the sum of the respective reactive power components established by a Q command and the respective reactive power components at cause of a cable transmission Q_cabletrans. Thus, the following equations (7) to (8) can be used:

Q lco m m an d Q lcablctrans ( 7 )Q lco m m an d Q lcablctrans (7)

¡2 cabletrans ( 8 )2 cabletrans (8)

3 cahletrans ( 9 ) 3 cahletrans (9)

Como las sub-redes individuales 300, 400 y 500 son diferentes entre sí, por ejemplo, con respecto a la topología, al número de turbinas eólicas conectadas, a la longitud de los cables, al área de instalación, etc., los componentes de potencia reactiva a causa de la transmisión por cable Q_cabletrans también son diferentes entre sí:As the individual sub-networks 300, 400 and 500 are different from each other, for example, with respect to topology, the number of connected wind turbines, the length of the cables, the installation area, etc., the components of reactive power due to cable transmission Q_cabletrans are also different from each other:

Por lo tanto, si los componentes de potencia reactiva establecidos por un comando Q se corresponden entre sí, según se indica en la siguiente ecuación (11), todas las turbinas eólicas conectadas a las respectivas sub-redes 300, 400 y 500 se controlarían de la misma manera.Therefore, if the reactive power components established by a Q command correspond to each other, as indicated in the following equation (11), all the wind turbines connected to the respective sub-grids 300, 400 and 500 would be controlled accordingly. the same way.

Q! command Q 2 command Q ] co land ( 11) Q ! command Q 2 command Q] co land (11)

Entonces, Qpark se establece de acuerdo con la siguiente ecuación (12):Then, Qpark is established according to the following equation (12):

IF: Q2< 0IF: Q2 <0

AND: Qi > 0; Q? > 0 (12)AND: Qi> 0; What > 0 (12)

TF1EN:Q2 compensatcd by Qi, Q„rTF1EN: Q2 compensated by Qi, Q „r

Qpock = IQil IQ*I - IQ2IQpock = IQil IQ * I - IQ2I

Sin embargo, según una forma de realización típica, se proporciona un control individual de los componentes de potencia reactiva. Se calculan los componentes de potencia reactiva individuales proporcionados por la transmisión por cable y se genera un comando Qpark por parte de un dispositivo de control.However, according to a typical embodiment, individual control of the reactive power components is provided. The individual reactive power components provided by the cable transmission are calculated and a Qpark command is generated by a control device.

De este modo, los componentes de potencia reactiva pueden ser controlados o establecidos por los comandos Q_command que se proporcionan individualmente para las tres sub-redes 300, 400 y 500. Además, los componentes de potencia reactiva pueden ser anulados de tal manera que, por ejemplo, la potencia reactiva de al menos dos sub-redes se puede compensar entre sí. De este modo, el comando Q_command puede ser ponderado de acuerdo con una transmisión por cable efectiva en la respectiva sub-red y puede ser calculado según se indica en la siguiente ecuación (13) para la primera sub-red 300, en la siguiente ecuación (14) para la segunda sub-red 400 y en la siguiente ecuación (15) para la tercera sub-red 500:In this way, the reactive power components can be controlled or set by the Q_command commands that are provided individually for the three sub-networks 300, 400 and 500. In addition, the reactive power components can be overridden in such a way that, by For example, the reactive power of at least two sub-networks can be offset against each other. In this way, the Q_command command can be weighted according to an effective cable transmission in the respective sub-network and can be calculated as indicated in the following equation (13) for the first sub-network 300, in the following equation (14) for the second subnet 400 and in the following equation (15) for the third subnet 500:

Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001

Se observa en este caso que la ponderación según las ecuaciones anteriores se puede proporcionar como una ponderación dinámica, por ejemplo, una ponderación cuando cambian una o más transmisiones por cable Q_cabletrans. De este modo, se pueden establecer los componentes de potencia reactiva en las sub­ redes individuales 300, 400 y 500, y se puede conseguir un ajuste de un valor de potencia reactiva deseado de la red de parque eólico.It is noted in this case that the weighting according to the above equations can be provided as a dynamic weighting, for example, a weighting when one or more Q_cabletrans cable transmissions change. In this way, the reactive power components in the individual sub-networks 300, 400 and 500 can be set, and a setting of a desired reactive power value of the wind farm network can be achieved.

Además, se proporciona una compensación completa o parcial Qcomp de componentes de potencia reactiva Q cerca de un punto de toma 706 en la barra colectora 600. De este modo, se pueden utilizar grupos o series o sub-redes virtuales para controlar la potencia reactiva Q en estos grupos sin medir una potencia reactiva en cada grupo. De este modo, se puede proporcionar un control segmentado de potencia reactiva. Según se utiliza en el presente documento, el término "valor de potencia reactiva" tiene por objeto ser representativo de un valor de potencia reactiva que se proporciona a una red de suministro de energía conectada a la red de parque eólico. Se observa en este documento, aunque no se muestra en los dibujos, que se pueden proporcionar más de tres sub-redes o menos de tres sub-redes. In addition, complete or partial compensation Qcomp of reactive power components Q is provided near a tap point 706 on busbar 600. Thus, virtual groups or series or sub-grids can be used to control reactive power Q in these groups without measuring a reactive power in each group. In this way, a segmented control of reactive power can be provided. As used herein, the term "reactive power value" is intended to be representative of a reactive power value that is provided to a power supply network connected to the wind farm network. It is noted in this document, although not shown in the drawings, that more than three sub-networks or less than three sub-networks can be provided.

De este modo, un controlador de potencia reactiva para un parque eólico que tiene al menos dos sub-redes incluye un dispositivo de determinación de red 700, tal como el dispositivo de medición de red para medir un componente de potencia reactiva Q de la energía eléctrica generada por las respectivas turbinas eólicas, y el controlador de parque eólico 800 para controlar la generación de energía en al menos una sub-red en base al componente medido de potencia reactiva Q, de manera que el componente de potencia reactiva Q es controlado con respecto a al menos otra sub-red.Thus, a reactive power controller for a wind farm having at least two sub-grids includes a grid determining device 700, such as the grid measurement device for measuring a reactive power component Q of electrical energy. generated by the respective wind turbines, and the wind farm controller 800 to control the power generation in at least one sub-grid based on the measured reactive power component Q, so that the reactive power component Q is controlled with respect to to at least one other subnet.

Se observa en este caso que cada sub-red 300, 400 y 500 incluye dos turbinas eólicas o más de dos turbinas eólicas. El controlador de parque eólico 800 puede incluir una CPU que coopera con el dispositivo de medición de red 700.It is observed in this case that each sub-network 300, 400 and 500 includes two wind turbines or more than two wind turbines. Wind farm controller 800 may include a CPU that cooperates with network metering device 700.

La Figura 5 es un diagrama esquemático de una configuración de parque eólico según otra forma de realización típica. Se observa en este caso que los componentes que se han descrito con respecto a la Figura 4 no se describen en este caso para evitar una descripción redundante. Se proporciona una red de parque eólico conectada a la red de suministro 900 e incluye al menos dos sub-redes 300, 400, 500 y la parte colectora 905. Al menos una turbina eólica está conectada a cada sub-red 300, 400, 500, en que las al menos dos sub-redes 300, 400, 500 están conectadas a la parte colectora 905 y en que la parte colectora 905 establece la conexión con la red de suministro 900.Figure 5 is a schematic diagram of a wind farm configuration according to another typical embodiment. It is noted in this case that the components that have been described with respect to Figure 4 are not described in this case to avoid redundant description. A wind farm network is provided connected to supply network 900 and includes at least two sub-networks 300, 400, 500 and collector part 905. At least one wind turbine is connected to each sub-network 300, 400, 500 , in which the at least two sub-networks 300, 400, 500 are connected to the collector part 905 and in which the collector part 905 establishes the connection with the supply network 900.

Según se indica en la Figura 5, cada sub-red 300, 400 y 500 incluye un respectivo dispositivo de medición de sub-red, es decir, la primera sub-red 300 incluye un primer dispositivo de medición de sub-red 701, la segunda sub-red 400 incluye un segundo dispositivo de medición de sub-red 702, y la tercera sub-red 500 incluye un tercer dispositivo de medición de sub-red 703. De este modo, los componentes de potencia reactiva Q se pueden medir directamente en las líneas de energía de las respectivas sub-redes 300, 400 y 500. De este modo, según la forma de realización típica que se muestra en la Figura 5, se puede determinar un componente de potencia reactiva en cada sub-red 300, 400, 500. De este modo, al menos dos de dichas turbinas eólicas son controladas en base a los componentes de potencia reactiva determinados, de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado. El valor de potencia real deseado es proporcionado en la parte colectora 905.As indicated in Figure 5, each sub-network 300, 400 and 500 includes a respective sub-network measurement device, that is, the first sub-network 300 includes a first sub-network measurement device 701, the The second sub-network 400 includes a second sub-network measurement device 702, and the third sub-network 500 includes a third sub-network measurement device 703. In this way, the reactive power components Q can be measured directly. in the power lines of the respective sub-networks 300, 400 and 500. Thus, according to the typical embodiment shown in Figure 5, a reactive power component can be determined in each sub-network 300, 400, 500. In this way, at least two of said wind turbines are controlled based on the determined reactive power components, in such a way that a desired reactive power value is reached. The desired actual power value is provided on the collector portion 905.

Además de eso, o alternativamente, se pueden proporcionar controladores de sub-red individuales. Según se muestra en la Figura 5, la primera sub-red 300 incluye un primer controlador de sub-red 801 conectado con el primer dispositivo de medición de sub-red 701, la segunda sub-red 400 incluye un segundo controlador de sub-red 802 conectado con el segundo dispositivo de medición de sub-red 702, y la tercera sub-red 500 incluye un tercer controlador de sub-red 803 conectado con el tercer dispositivo de medición de sub-red 703. Los controladores de sub-red 801, 802 y 803 están conectados a los controladores individuales de turbina eólica a través de dispositivos de comunicación de datos de sub-red tal como líneas de comunicación (líneas discontinuas en la Figura 5), es decir, el primer controlador de sub-red 801 está conectado a los controladores de turbina eólica 311, 312 y 313, el segundo controlador de sub-red 802 está conectado a los controladores de turbina eólica 411 y 412, y el tercer controlador de sub-red 803 está conectado a los controladores de turbina eólica 511, 512, 513 y 514. Los controladores de sub-red individuales 801, 802 y 803 están respectivamente conectados al controlador de parque eólico 800.In addition to that, or alternatively, individual sub-network drivers may be provided. As shown in Figure 5, the first subnet 300 includes a first subnet controller 801 connected to the first subnet measurement device 701, the second subnet 400 includes a second subnet controller 802 connected with the second subnet metering device 702, and the third subnet 500 includes a third subnet controller 803 connected with the third subnet metering device 703. The subnet controllers 801 , 802 and 803 are connected to the individual wind turbine controllers through sub-network data communication devices such as communication lines (dashed lines in Figure 5), that is, the first sub-network controller 801 is connected to the wind turbine controllers 311, 312 and 313, the second sub-network controller 802 is connected to the wind turbine controllers 411 and 412, and the third sub-network controller 803 is connected to the turbine controllers wind 511, 512, 513 and 514. The individual sub-network controllers 801, 802 and 803 are respectively connected to the wind farm controller 800.

La parte colectora 905 (línea discontinua en la Figura 5) incluye la barra colectora 600, el transformador de sub-estación 601 y el dispositivo de determinación 700, y puede representar una conexión a la red de suministro 900 a través del punto de regulación de red 707. Según una forma de realización típica que se puede combinar con otras formas de realización que se describen en este documento, el componente de potencia reactiva Q se puede medir en el punto de regulación de red 707. De este modo, además de o alternativamente a la medición de los componentes de potencia reactiva Q en las líneas eléctricas de las respectivas sub-redes 300, 400 y 500 mediante el primer dispositivo de medición de sub-red 701, el segundo dispositivo de medición de sub-red 702 y el tercer dispositivo de medición de sub-red 703, respectivamente, se puede medir el componente de potencia reactiva Q en el punto de regulación de red 707.The collector part 905 (dashed line in Figure 5) includes the bus bar 600, the substation transformer 601 and the determining device 700, and may represent a connection to the supply network 900 through the regulation point of network 707. According to a typical embodiment that can be combined with other embodiments described in this document, the reactive power component Q can be measured at the network regulation point 707. Thus, in addition to or alternatively to the measurement of the reactive power components Q in the electrical lines of the respective sub-networks 300, 400 and 500 by means of the first sub-network measurement device 701, the second sub-network measurement device 702 and the third sub-network measurement device 703, respectively, the reactive power component Q can be measured at the network regulation point 707.

De este modo, el controlador de parque eólico 800 se utiliza para controlar los controladores de sub-red individuales 801, 802 y 803 que a su vez controlan las respectivas turbinas eólicas en la sub-red asociada 300, 400 y 500. Se observa en este caso que las mediciones de corriente y voltaje proporcionadas por los dispositivos de medición de sub-red se realizan en un lado secundario de los respectivos transformadores de sub-red 321, 421 y 521. Los transformadores de sub-red 321, 421 y 521 se utilizan para transformar la energía generada por las sub-redes individuales 300, 400 y 500 desde el rango de media tensión MV hacia el rango de alta tensión HV. Por lo tanto, la medición de voltaje y corriente se realiza en el lado de alto voltaje (HV) de los transformadores de sub-red 321, 421 y 521.Thus, the wind farm controller 800 is used to control the individual sub-network controllers 801, 802, and 803 which in turn control the respective wind turbines in the associated sub-network 300, 400, and 500. Observed in In this case the current and voltage measurements provided by the sub-network measurement devices are performed on a secondary side of the respective sub-network transformers 321, 421 and 521. The sub-network transformers 321, 421 and 521 They are used to transform the energy generated by the individual sub-grids 300, 400 and 500 from the MV medium voltage range to the HV high voltage range. Therefore, voltage and current measurement is performed on the high voltage (HV) side of sub-grid transformers 321, 421, and 521.

Uno o más de los controladores de sub-red 801, 802 y 803 para controlar la generación de energía en al menos una de las sub-redes 300, 400 y 500 en base a un componente de potencia reactiva Q medido por el respectivo dispositivo de medición de red 701, 702 y 703 se utilizan para controlar el componente de potencia reactiva Q con respecto a al menos una otra sub-red. De este modo, después de generar energía eléctrica con al menos una de dichas turbinas eólicas y de suministrar la energía eléctrica generada a la sub-red con la que está conectada la al menos una turbina eólica, se puede determinar un componente de potencia reactiva en cada sub-red y se pueden controlar al menos dos de dichas turbinas eólicas en base a los componentes de potencia reactiva determinados, de modo que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado. El valor de potencia reactiva deseado se puede proporcionar en la parte colectora 905. One or more of the sub-network controllers 801, 802, and 803 to control power generation in at least one of the sub-networks 300, 400, and 500 based on a reactive power component Q measured by the respective switching device. Network metering 701, 702, and 703 are used to control the reactive power component Q with respect to at least one other sub-network. Thus, after generating energy power with at least one of said wind turbines and supplying the electrical energy generated to the sub-grid with which the at least one wind turbine is connected, a reactive power component can be determined in each sub-grid and can be controlled at least two of said wind turbines based on the determined reactive power components, so that a desired reactive power value is reached. The desired reactive power value can be provided on the collector portion 905.

Se observa en este caso que el primer dispositivo de medición de sub-red 701 y/o el segundo dispositivo de medición de sub-red 702 y/o el tercer dispositivo de medición de sub-red 703 pueden incluir al menos un sensor seleccionado de entre el grupo que consiste en un sensor de voltaje, un sensor de corriente, un medidor de potencia, y un sensor de VAR, y cualquier combinación de los mismos. Las líneas de comunicación de datos entre las turbinas eólicas individuales y el controlador de sub-red asociado dentro de una sub-red (líneas discontinuas en la Figura 5) pueden ser sustituidas por otros dispositivos de comunicación tales como, por ejemplo, una red de área local, una LAN inalámbrica, Internet, una guía de ondas ópticas y cualquier combinación de las mismas.It is noted in this case that the first sub-network measurement device 701 and / or the second sub-network measurement device 702 and / or the third sub-network measurement device 703 can include at least one sensor selected from between the group consisting of a voltage sensor, a current sensor, a power meter, and a VAR sensor, and any combination thereof. The data communication lines between individual wind turbines and the associated sub-network controller within a sub-network (dashed lines in Figure 5) can be replaced by other communication devices such as, for example, a network of local area, a wireless LAN, the Internet, an optical waveguide, and any combination thereof.

La Figura 6 es un esquema detallado de un parque eólico que tiene tres sub-redes individuales, en el que se proporcionan controladores primarios y secundarios en cada sub-red, de acuerdo con otra forma de realización típica. Se observa en este caso que los componentes que se han descrito con respecto a las Figuras 4 y 5 no se describen en este caso para evitar una descripción redundante. Se proporciona una red de parque eólico conectada a la red de suministro 900 e incluye al menos dos sub-redes 300, 400, 500 y la parte colectora 905. Al menos dos turbinas eólicas están conectadas a cada sub-red 300, 400, 500, en que las dos sub-redes 300, 400, 500 están conectadas a la parte colectora 905 y en que la parte colectora 905 establece la conexión con la red de suministro 900.Figure 6 is a detailed diagram of a wind farm having three individual sub-networks, in which primary and secondary controllers are provided in each sub-network, according to another typical embodiment. It is noted in this case that the components that have been described with respect to Figures 4 and 5 are not described in this case to avoid redundant description. A wind farm network connected to the supply network 900 is provided and includes at least two sub-networks 300, 400, 500 and the collecting part 905. At least two wind turbines are connected to each sub-network 300, 400, 500 , in which the two sub-networks 300, 400, 500 are connected to the collector part 905 and in which the collector part 905 establishes the connection with the supply network 900.

Cada sub-red 300, 400 y 500 incluye un respectivo dispositivo de medición de sub-red, es decir, la primera sub-red 300 incluye un primer dispositivo de medición de sub-red 701, la segunda sub-red 400 incluye un segundo dispositivo de medición de sub-red 702, y la tercera sub-red 500 incluye un tercer dispositivo de medición de sub-red 703. Utilizando estos dispositivos de medición de sub-red, los componentes de potencia reactiva Q se pueden determinar directamente en las líneas de energía de las respectivas sub­ redes 300, 400 y 500. De este modo, al menos dos de dichas turbinas eólicas pueden ser controladas en base a los componentes de potencia reactiva determinados, de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado. El valor de potencia real deseado se puede proporcionar en la parte colectora 905.Each sub-network 300, 400 and 500 includes a respective sub-network measurement device, that is, the first sub-network 300 includes a first sub-network measurement device 701, the second sub-network 400 includes a second sub-network measurement device 702, and the third sub-network 500 includes a third sub-network measurement device 703. Using these sub-network measurement devices, the reactive power components Q can be determined directly at the power lines of the respective sub-networks 300, 400 and 500. In this way, at least two of said wind turbines can be controlled based on the determined reactive power components, in such a way that a desired reactive power value is reached. . The desired actual power value can be provided on the collector portion 905.

De acuerdo con una forma de realización típica que se puede combinar con otras formas de realización que se describen en este documento, se proporcionan unos controladores de sub-red 801a, 802a, y 803a en las sub-redes individuales 300, 400, 500. En la forma de realización que se ilustra en la Figura 6, un primer controlador de sub-red 801a puede actuar como controlador de sub-red primario, mientras que el segundo y el tercer controlador de sub-red 802a, 803a se pueden proporcionar como controladores de sub-red secundarios. Según se muestra en la Figura 6, la primera sub-red 300 incluye el primer controlador de sub­ red 801a conectado con el primer dispositivo de medición de sub-red 701, la segunda sub-red 400 incluye el segundo controlador de sub-red 802a conectado con el segundo dispositivo de medición de sub-red 702, y la tercera sub-red 500 incluye el tercer controlador de sub-red 803a conectado con el tercer dispositivo de medición de sub-red 703. Los controladores de sub-red 801a, 802a y 803a están conectados a los controladores individuales de turbina eólica a través de dispositivos de comunicación de datos de sub-red tales como líneas de comunicación (líneas discontinuas en la Figura 6), es decir, el primer controlador de sub-red 801a está conectado a los controladores de turbina eólica 311, 312 y 313, el segundo controlador de sub-red 802a está conectado a los controladores de turbina eólica 411 y 412, y el tercer controlador de sub-red 803a está conectado a los controladores de turbina eólica 511, 512, 513 y 514. De este modo, el primer controlador de sub-red 801a que actúa como el controlador de sub-red primario y está conectado operativamente a los controladores de sub-red secundarios 802a y 803a se puede utilizar para controlar los controladores de sub-red secundarios 802a y 803a que, a su vez, pueden controlar las respectivas turbinas eólicas en las sub-redes asociadas 400 y 500. De este modo, la generación de energía en al menos una sub-red 300, 400, 500 en base al componente de potencia reactiva Q medido se puede proporcionar de manera que el componente de potencia reactiva Q es controlado con respecto a al menos una otra sub-red. La generación de energía eléctrica con al menos dos de dichas turbinas eólicas puede ser controlada y la energía eléctrica generada puede ser suministrada a la sub-red con la que están conectadas las al menos dos turbinas eólicas, de manera que se puede determinar un componente de potencia reactiva en cada sub-red. De este modo, al menos dos de dichas turbinas eólicas se controlan en base al componente de potencia reactiva determinado, de modo que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado. El valor de potencia reactiva deseado se proporciona en la parte colectora 905. Se observa en este caso que el primer dispositivo de medición de sub-red 701 y/o el segundo dispositivo de medición de sub-red 702 y/o el tercer dispositivo de medición de sub-red 703 pueden incluir al menos un sensor seleccionado de entre el grupo que consiste en un sensor de voltaje, un sensor de corriente, un medidor de potencia y un sensor de VAR, y cualquier combinación de los mismos. Las líneas de comunicación de datos entre las turbinas eólicas individuales y el controlador de sub-red asociado 801a, 802a, 803a dentro de una sub-red (líneas discontinuas en la Figura 6) se pueden sustituir por otros dispositivos de comunicación tales como, pero sin I imitarse a, una red de área local, una LAN inalámbrica, Internet, una guía de onda óptica, y cualquier combinación de las mismas. Según otra forma de realización alternativa que se puede combinar con otras formas de realización que se describen en este documento, una señal de medición 903 y/o señales de medición de red de parque generadas por el dispositivo de determinación 700 se pueden utilizar para controlar el controlador de sub-red primario 801a conectado con el dispositivo de determinación 700 (línea discontinua en la Figura 6). Además, el controlador de sub-red primario 801a puede estar conectado a un dispositivo de entrada de suministro de energía 901 para suministrar un estado de control deseado y/o comandos de suministro de energía para turbinas eólicas individuales, y a una interfaz hombre-máquina 902 para suministrar comandos de usuario. De este modo, el primer controlador de sub-red 801a que actúa como un controlador de sub-red primario puede asumir un control principal del parque eólico que se muestra en la Figura 6.In accordance with a typical embodiment that can be combined with other embodiments described herein, subnet controllers 801a, 802a, and 803a are provided on individual subnets 300, 400, 500. In the embodiment illustrated in Figure 6, a first sub-network controller 801a can act as the primary sub-network controller, while the second and third sub-network controller 802a, 803a can be provided as secondary subnet drivers. As shown in Figure 6, the first subnet 300 includes the first subnet controller 801a connected to the first subnet measurement device 701, the second subnet 400 includes the second subnet controller 802a connected with the second subnet metering device 702, and the third subnet 500 includes the third subnet controller 803a connected with the third subnet metering device 703. The subnet controllers 801a, 802a and 803a are connected to the individual wind turbine controllers through sub-network data communication devices such as communication lines (dashed lines in Figure 6), that is, the first sub-network controller 801a is connected to the wind turbine controllers 311, 312 and 313, the second sub-network controller 802a is connected to the wind turbine controllers 411 and 412, and the third sub-network controller 803a is connected to the wind turbine controllers 511 , 512, 513 and 514. Thus, the first subnet controller 801a that acts as the primary subnet controller and is operatively connected to the secondary subnet controllers 802a and 803a can be used to control the secondary sub-network controllers 802a and 803a which, in turn, can control the respective wind turbines in the associated sub-networks 400 and 500. Thus, the generation of power in at least one sub-network 300, 400, 500 based on the measured reactive power component Q can be provided such that the reactive power component Q is controlled with respect to at least one other sub-network. The generation of electrical energy with at least two of said wind turbines can be controlled and the generated electrical energy can be supplied to the sub-network with which the at least two wind turbines are connected, so that a component of reactive power in each sub-network. In this way, at least two of said wind turbines are controlled based on the determined reactive power component, so that a desired reactive power value is reached. The desired reactive power value is provided in the collector part 905. It is noted in this case that the first sub-network measurement device 701 and / or the second sub-network measurement device 702 and / or the third sub-network measurement device Subnet measurement 703 may include at least one sensor selected from the group consisting of a voltage sensor, a current sensor, a power meter, and a VAR sensor, and any combination thereof. The data communication lines between individual wind turbines and the associated sub-network controller 801a, 802a, 803a within a sub-network (dashed lines in Figure 6) can be replaced by other communication devices such as, but without I mimic a local area network, a wireless LAN, the Internet, an optical waveguide, and any combination thereof. According to another alternative embodiment that can be combined with other embodiments described herein, a measurement signal 903 and / or park network measurement signals generated by the determining device 700 can be used to control the primary subnetwork controller 801a connected to determining device 700 (dashed line in Figure 6). In addition, the primary sub-network controller 801a may be connected to a power supply input device 901 to supply a desired control state and / or power supply commands for individual wind turbines, and to a man-machine interface 902. to supply user commands. In this way, the first sub-network controller 801a acting as a primary sub-network controller can take over primary control of the wind farm shown in Figure 6.

La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de un parque eólico de acuerdo con una forma de realización típica. En un bloque 1000, se inicia el procedimiento. Se proporciona una red de parque eólico conectada a una red de suministro de energía 900 y que incluye al menos dos sub-redes y una parte colectora. Al menos dos turbinas eólicas están conectadas a cada sub-red, en que las al menos dos sub-redes están conectadas a la parte colectora y en que la parte colectora establece la conexión con la red de suministro 900 (bloque 1001). Luego, la energía eléctrica es generada con al menos dos de las turbinas eólicas (bloque 1002). La energía eléctrica generada es suministrada a la sub-red con la que están conectadas las al menos dos turbinas eólicas (bloque 1003). Luego, en el bloque 1004, se determina un valor de potencia reactiva real en la parte colectora. En un bloque 1005, al menos dos de dichas turbinas eólicas son controladas en base al valor de potencia reactiva real determinado, de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado. El procedimiento termina en un bloque 1006.Figure 7 is a flow chart illustrating a wind farm control procedure according to a typical embodiment. In a block 1000, the procedure is started. A wind farm network is provided connected to a power supply network 900 and including at least two sub-networks and a collector part. At least two wind turbines are connected to each sub-network, in which the at least two sub-networks are connected to the collector part and in which the collector part establishes the connection with the supply network 900 (block 1001). Then the electrical energy is generated with at least two of the wind turbines (block 1002). The electrical energy generated is supplied to the sub-network with which the at least two wind turbines are connected (block 1003). Then, at block 1004, an actual reactive power value is determined at the collector portion. In a block 1005, at least two of said wind turbines are controlled based on the determined real reactive power value, such that a desired reactive power value is reached. The procedure ends in a block 1006.

Determinar el valor de potencia reactiva real de la energía eléctrica generada S en el bloque 1003 puede incluir medir una corriente y un voltaje en el lado de alta tensión de al menos un transformador de sub-red 321,421, 521. El procedimiento de control del componente de potencia reactiva Q (bloque 1004 de la Figura 7) puede incluir cancelar la potencia reactiva Q de al menos dos sub-redes adyacentes 300, 400, 500. Determining the actual reactive power value of the generated electrical power S at block 1003 may include measuring a current and a voltage on the high voltage side of at least one sub-grid transformer 321, 421, 521. The component control procedure Reactive power Q (block 1004 of Figure 7) may include canceling the reactive power Q of at least two adjacent sub-networks 300, 400, 500.

Controlar la generación de energía en al menos una sub-red en base al componente de potencia reactiva Q medida, de manera que el componente de potencia reactiva Q ajustado de acuerdo con el bloque 1004 puede incluir la comunicación de señales de datos entre el controlador de parque eólico 800 y al menos dos turbinas eólicas, entre el controlador de parque eólico 800, al menos un controlador de sub-red 801, 802, 803 y turbinas eólicas individuales. Por lo tanto, el control de la generación de energía en al menos una sub-red en base al componente de potencia reactiva Q medida puede incluir comunicar señales de datos entre un controlador de sub-red 801, 802, 803 asociado con al menos una sub-red 300, 400, 500 y al menos dos turbinas eólicas de dicha sub-red 300, 400, 500.Control power generation in at least one sub-network based on the measured reactive power component Q, so that the reactive power component Q adjusted in accordance with block 1004 may include data signal communication between the power controller. wind farm 800 and at least two wind turbines, between wind farm controller 800, at least one sub-grid controller 801, 802, 803 and individual wind turbines. Therefore, controlling power generation in at least one sub-network based on the measured reactive power component Q may include communicating data signals between a sub-network controller 801, 802, 803 associated with at least one sub-network 300, 400, 500 and at least two wind turbines of said sub-network 300, 400, 500.

El procedimiento de transferencia de energía eléctrica desde un parque eólico que tiene al menos dos sub­ redes y el controlador de potencia reactiva para un parque eólico dispuesto en al menos dos sub-redes de acuerdo con formas de realización típicas que se describen en el presente documento, proporciona una reducción del flujo de compensación de corriente a través de uno o más transformadores. De este modo, por ejemplo, se puede evitar un sobrecalentamiento de turbinas eólicas a causa de una excesiva transferencia de potencia reactiva. Además, se pueden utilizar recursos disponibles de Q de turbinas eólicas que no se sobrecalientan para reducir los componentes de Q en turbinas eólicas sobrecalentadas. Además de esto, el procedimiento de transferencia de energía eléctrica y el controlador de potencia reactiva según formas de realización típicas que se describen en este documento pueden ayudar a evitar el pago de multas por compensación insuficiente de Q en el punto de interconexión (POI: point of interconnection).The electric power transfer procedure from a wind farm that has at least two sub-networks and the reactive power controller for a wind farm arranged in at least two sub-networks according to typical embodiments described in the present document , provides a reduction of the compensating current flow through one or more transformers. In this way, for example, overheating of wind turbines due to excessive reactive power transfer can be avoided. Additionally, available wind turbine Q resources that do not overheat can be used to reduce Q components in overheated wind turbines. In addition to this, the electric power transfer procedure and the reactive power controller according to typical embodiments described in this document can help avoid paying fines for insufficient Q compensation at the point of interconnection (POI: point of interconnection).

La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de un parque eólico de acuerdo con una forma de realización típica adicional. En el bloque 1100, se inicia el procedimiento. Se proporciona una red de parque eólico conectada a una red de suministro de energía 900 y que incluye al menos dos sub-redes y una parte colectora. Al menos dos turbinas eólicas están conectadas a cada sub-red, en que las al menos dos sub-redes están conectadas a la parte colectora y en que la parte colectora establece la conexión con la red de suministro 900 (bloque 1101). Luego, se genera energía eléctrica con al menos dos de las turbinas eólicas (bloque 1102). La energía eléctrica generada es suministrada a la sub-red con la que están reconectadas las al menos dos turbinas eólicas (bloque 1103). Luego, en el bloque 1104, se determina un componente de potencia reactiva en cada sub-red. En un bloque 1105, al menos dos de dichas turbinas eólicas son controladas en base a los componentes de potencia reactiva determinados, de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado. El procedimiento termina en un bloque 1106.Figure 8 is a flow chart illustrating a wind farm control procedure according to a further typical embodiment. At block 1100, the procedure starts. A wind farm network is provided connected to a power supply network 900 and including at least two sub-networks and a collector part. At least two wind turbines are connected to each sub-network, in which the at least two sub-networks are connected to the collector part and in which the collector part establishes the connection with the supply network 900 (block 1101). Then, electrical power is generated with at least two of the wind turbines (block 1102). The electrical energy generated is supplied to the sub-network with which the at least two wind turbines are reconnected (block 1103). Then, at block 1104, a reactive power component is determined in each sub-network. In a block 1105, at least two of said wind turbines are controlled based on the determined reactive power components, such that a desired reactive power value is reached. The procedure ends in a block 1106.

Anteriormente se han descrito en detalle ejemplos de formas de realización de sistemas y procedimientos para transferir energía eléctrica desde un parque eólico que tiene al menos dos sub-redes, hacia una red de suministro de energía. Los sistemas y procedimientos no se limitan a las formas de realización específicas que se describen en el presente documento, sino que los componentes de los sistemas y/o las etapas de los procedimientos se pueden utilizar de forma independiente y por separado con respecto a otros componentes y/o etapas que se describen en el presente documento. Por ejemplo, un controlador de potencia reactiva para un parque eólico dispuesto en al menos dos sub-redes no se limita a la práctica con sólo los sistemas de turbina eólica según se describe en este documento. Sino que la forma de realización de ejemplo puede ser implementada y utilizada en conexión con muchas otras aplicaciones de turbinas eólicas.Examples of embodiments of systems and procedures for transferring electrical energy from a wind farm having at least two sub-grids to a power supply network have been described above in detail. The systems and procedures are not limited to the specific embodiments described herein, but the components of the systems and / or the steps of the procedures can be used independently and separately with respect to other components and / or steps described herein. For example, a reactive power controller for a wind farm arranged in at least two sub-grids is not limited to practice with only wind turbine systems as described in this document. Rather, the example embodiment can be implemented and used in connection with many other wind turbine applications.

Aunque se pueden mostrar características específicas de diversas formas de realización de la invención en algunos dibujos y no en otros, esto es sólo por conveniencia. De acuerdo con los principios de la invención, cualquier característica de un dibujo puede ser referenciada y/o reivindicada en combinación con cualquier característica de cualquier otro dibujo.Although specific features of various embodiments of the invention may be shown in some drawings and not others, this is for convenience only. In accordance with the principles of the invention, any feature of one drawing can be referenced and / or claimed in combination with any feature of any other drawing.

Esta descripción escrita utiliza ejemplos para divulgar la invención, que incluyen la modalidad preferida, y también para permitir a cualquier persona experta en la materia poner en práctica la invención, incluyendo la fabricación y el uso de cualesquiera dispositivos o sistemas y la realización de cualesquiera procedimientos incorporados. Aunque se han divulgado diversas formas de realización específicas anteriormente, los expertos en la materia reconocerán que el alcance de las reivindicaciones permite modificaciones igualmente efectivas. En especial, características no exclusivas entre sí de las formas de realización que se han descrito anteriormente pueden ser combinadas entre sí. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la materia. Dichos otros ejemplos tienen por objeto caer dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales con respecto al lenguaje literal de las reivindicaciones. This written description uses examples to disclose the invention, including the preferred embodiment, and also to enable any person skilled in the art to practice the invention, including the manufacture and use of any devices or systems and the performance of any procedures. built-in. Although various specific embodiments have been disclosed above, those skilled in the art will recognize that the scope of the claims allows equally effective modifications. In particular, mutually non-exclusive features of the above-described embodiments can be combined with each other. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to fall within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal language of the claims.

Claims (12)

REIVINDICACIONES 1. Un controlador de potencia reactiva para controlar una potencia reactiva en una red de parque eólico conectada a una red de suministro de energía y que comprende al menos dos sub-redes (300, 40o, 500) y una parte colectora (905), en que al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) están conectadas a cada sub-red de las al menos dos sub-redes, en que las al menos dos sub-redes están conectadas a la parte colectora (905) y en que la parte colectora establece la conexión con la red de suministro de energía, comprendiendo el controlador de potencia reactiva:1. A reactive power controller to control a reactive power in a wind farm network connected to a power supply network and comprising at least two sub-networks (300, 40o, 500) and a collector part (905), in which at least two wind turbines (301, 401, 501) are connected to each sub-network of the at least two sub-networks, in which the at least two sub-networks are connected to the collector part (905) and in that the collecting part establishes the connection with the power supply network, the reactive power controller comprising: al menos un dispositivo de medición de sub-red (701, 702, 703) dispuesto en cada sub-red, para medir un componente de potencia reactiva en cada sub-red (300, 400, 500);at least one sub-network measurement device (701, 702, 703) arranged in each sub-network, to measure a reactive power component in each sub-network (300, 400, 500); al menos un controlador de sub-red (801, 802, 803) conectado operativamente con el al menos un dispositivo de medición de sub-red (701, 702, 703) para controlar dichas al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) conectadas a la sub-red en base al componente de potencia reactiva medido en cada sub-red (300, 400, 500) de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado en cada sub-red; en el que al menos un controlador de sub-red (801. 802, 803) está conectado a controladores individuales de turbina eólica de las turbinas eólicas (301, 302, 303) conectadas a la sub-red;at least one sub-network controller (801, 802, 803) operatively connected to the at least one sub-network measurement device (701, 702, 703) to control said at least two wind turbines (301, 401, 501 ) connected to the sub-network based on the reactive power component measured in each sub-network (300, 400, 500) in such a way that a desired reactive power value is reached in each sub-network; wherein at least one sub-network controller (801. 802, 803) is connected to individual wind turbine controllers of wind turbines (301, 302, 303) connected to the sub-network; un dispositivo de determinación (700) para determinar un valor de potencia reactiva real en la parte colectora (905); ya determining device (700) for determining an actual reactive power value in the collecting portion (905); Y un controlador de parque eólico (800) conectado operativamente con el dispositivo de determinación (700) para controlar al menos uno del al menos un controlador de sub-red (801, 802, 803) en base al valor de potencia reactiva real determinado en la parte colectora (905), de tal manera que se alcanza un valor de potencia reactiva deseado en la parte colectora (905);a wind farm controller (800) operatively connected to the determining device (700) to control at least one of the at least one sub-network controller (801, 802, 803) based on the actual reactive power value determined in the collector part (905), such that a desired reactive power value is reached in the collector part (905); y en el que cada sub-red (300, 400, 500) incluye un transformador de sub-red asociado (321, 421, 521) utilizado para transformar la energía generada por las sub-redes individuales (300, 400, 500) de media tensión a un rango de alta tensión; y en el que el controlador de parque eólico (800) se utiliza para controlar controladores de sub-red individuales (801, 802, 803) que controlan respectivas turbinas eólicas en la sub­ red asociada (300, 400, 500), y en el que unas mediciones de corriente y voltaje son realizadas por los dispositivos de medición de sub-red para medir componentes de potencia reactiva en cada lado de sub-red de los respectivos transformadores de sub-red (321, 421, 521)and wherein each sub-network (300, 400, 500) includes an associated sub-network transformer (321, 421, 521) used to transform the energy generated by the individual sub-networks (300, 400, 500) of medium voltage to a high voltage range; and wherein the wind farm controller (800) is used to control individual sub-network controllers (801, 802, 803) that control respective wind turbines in the associated sub-network (300, 400, 500), and in the that current and voltage measurements are made by the sub-network measurement devices to measure reactive power components on each sub-network side of the respective sub-network transformers (321, 421, 521) y en que la parte colectora (905) comprende una barra colectora (600) y se proporciona un punto de toma (706) entre dichas al menos dos sub-redes (300, 400, 500) y dicha barra colectora (600) y se proporciona una compensación completa o parcial (Qcomp) de componentes de potencia reactiva (Q) cerca del punto de toma (706) en la barra colectora (600) por medio de los valores de potencia reactiva alcanzados en cada sub-red.and wherein the collector part (905) comprises a bus bar (600) and a tapping point (706) is provided between said at least two sub-networks (300, 400, 500) and said bus bar (600) and is provides complete or partial compensation (Qcomp) of reactive power components (Q) near tap point (706) on bus bar (600) by means of reactive power values reached in each sub-network. 2. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un compensador de potencia reactiva para proporcionar un factor de potencia de salida cercano a uno.The reactive power controller according to any one of the preceding claims, further comprising a reactive power compensator to provide an output power factor close to one. 3. El controlador de potencia reactiva según la reivindicación 2, en el que el factor de potencia de salida cercano a uno es proporcionado en una barra colectora (600).The reactive power controller according to claim 2, wherein the output power factor close to one is provided on a bus bar (600). 4. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una pluralidad de turbinas eólicas (401, 402) están conectadas con al menos una sub-red (400).The reactive power controller according to any one of the preceding claims, wherein a plurality of wind turbines (401, 402) are connected to at least one sub-network (400). 5. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además en al menos una de dichas sub-redes (300, 400, 500): la alta tensión5. The reactive power controller according to any one of the preceding claims, further comprising in at least one of said sub-networks (300, 400, 500): the high voltage al menos un controlador de sub-red (801, 802, 803) para controlar la generación de energía en al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) en base al valor de potencia reactiva real determinado, de tal manera que se establece un valor de potencia reactiva con respecto a al menos una otra sub-red (300, 400, 500).at least one sub-network controller (801, 802, 803) to control the power generation in at least two wind turbines (301, 401, 501) based on the determined real reactive power value, in such a way that it is established a reactive power value with respect to at least one other sub-network (300, 400, 500). 6. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además en al menos una de dichas sub-redes (300, 400, 500):6. The reactive power controller according to any one of the preceding claims, further comprising in at least one of said sub-networks (300, 400, 500): un dispositivo de medición de sub-red (701, 702, 703) para medir un valor de potencia reactiva de la energía eléctrica generada en al menos una de dichas turbinas eólicas (301, 401, 501) conectada con al menos una de dichas sub-redes (300, 400, 500).a sub-network measurement device (701, 702, 703) to measure a reactive power value of the electrical energy generated in at least one of said wind turbines (301, 401, 501) connected with at least one of said sub -networks (300, 400, 500). 7. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo comprende al menos un sensor (252, 254, 256, 264) seleccionado de entre el grupo que consiste en un sensor de voltaje, un sensor de corriente, un medidor de potencia, un sensor de voltio amperios reactivos, VAR, y cualquier combinación de los mismos.The reactive power controller according to any one of the preceding claims, wherein the device comprises at least one sensor (252, 254, 256, 264) selected from the group consisting of a voltage sensor, a voltage sensor current, a power meter, a volt-amp reactive sensor, VAR, and any combination thereof. 8. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de medición de sub-red (701, 702, 703) comprende al menos un sensor (252, 254, 256, 264) seleccionado de entre el grupo que consiste en un sensor de voltaje, un sensor de corriente, un medidor de potencia, un sensor de voltio amperios reactivos, VAR, y cualquier combinación de los mismos. The reactive power controller according to any one of the preceding claims, wherein the sub-network measurement device (701, 702, 703) comprises at least one sensor (252, 254, 256, 264) selected from among the group consisting of a voltage sensor, a current sensor, a power meter, a volt-amp reactive sensor, VAR, and any combination thereof. 9. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos un dispositivo de comunicación de datos (904) para comunicar señales de datos entre el controlador de parque eólico (800) y al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501), en el que el dispositivo de comunicación de datos (904) se selecciona de entre un grupo que consiste en una red de área local, una red LAN inalámbrica, Internet, una guía de ondas ópticas y cualquier combinación de las mismas.The reactive power controller according to any one of the preceding claims, further comprising at least one data communication device (904) for communicating data signals between the wind farm controller (800) and at least two wind turbines ( 301, 401, 501), wherein the data communication device (904) is selected from a group consisting of a local area network, a wireless LAN, the Internet, an optical waveguide, and any combination of the same. 10. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos un dispositivo de comunicación de datos de sub-red para comunicar señales de datos entre al menos uno de dichos controladores de sub-red (801, 802, 803) y al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) dispuestas en dicha sub-red (300, 400, 500), en el que el dispositivo de comunicación de datos de sub-red se selecciona de entre un grupo que consiste en una red de área local, una red LAN inalámbrica, Internet, una guía de onda óptica y cualquier combinación de las mismas. The reactive power controller according to any one of the preceding claims, further comprising at least one subnetwork data communication device for communicating data signals between at least one of said subnetwork controllers (801, 802 , 803) and at least two wind turbines (301, 401, 501) arranged in said sub-network (300, 400, 500), wherein the sub-network data communication device is selected from a group that It consists of a local area network, a wireless LAN, the Internet, an optical waveguide, and any combination thereof. 11. El controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona el al menos un controlador de sub-red (801, 802, 803) como un controlador de sub-red primario en una sub-red y se proporciona al menos un controlador adicional de sub-red como un controlador secundario de sub-red en al menos una segunda sub-red, siendo proporcionada la sub-red primaria para controlar el al menos un controlador de sub-red secundario.The reactive power controller according to any one of the preceding claims, wherein the at least one sub-network controller (801, 802, 803) is provided as a primary sub-network controller in a sub-network and At least one additional sub-network controller is provided as a secondary sub-network controller in at least one second sub-network, the primary sub-network being provided to control the at least one secondary sub-network controller. 12. Un parque eólico, que comprende:12. A wind farm, comprising: una red de parque eólico conectada a una red de suministro de energía (900) y que comprende al menos dos sub-redes (300, 400, 500) y una parte colectora (905), en el que al menos dos turbinas eólicas (301, 401, 501) están conectadas a cada sub-red (300, 400, 500), en que las al menos dos sub-redes (300, 400, 500) están conectadas a la parte colectora (905) y en que la parte colectora (905) establece la conexión con la red de suministro de energía (900); ya wind farm network connected to a power supply network (900) and comprising at least two sub-networks (300, 400, 500) and a collecting part (905), in which at least two wind turbines (301 , 401, 501) are connected to each sub-network (300, 400, 500), in which the at least two sub-networks (300, 400, 500) are connected to the collecting part (905) and in which the part collector (905) establishes the connection with the power supply network (900); Y un controlador de potencia reactiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores. a reactive power controller according to any one of the preceding claims.
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